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1、放射性元素的衰变教案 新课标要求 （一） 知识与技能 1 1、 知道放射现象的实质是原子核的衰变 2 2、 知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律 3 3、 理解半衰期的概念 （二） 过程与方法 1 1、 能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2 2、 能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学） （三） 情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育， 不断的设疑培养学生 对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 教学难点 半衰期描述的对象 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具 投影片，多
2、媒体辅助教学设备 课时安排 1 1 课时 教学过程 （一）引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。 学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。 点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性， 挑起学生对未知知识的热情。 教师：冈財同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在 魔术，街头骗局：就是假的。 学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？ 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信， 同时也要提高警惕小心上当 受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口， 为新课
3、教学 的顺利进行奠定了基础。 教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？ 学生愕然。 点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。 教师：有（大声，肯定地回答） 学生惊讶，议论纷纷。 点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。 通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。 点评：及时推出课题。 （二）进行新课 1 1 .原子核的衰变 教师：原子核放出a或B粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了， 变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰 变。 点评：
4、及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一 新知识产生浓厚的兴趣。 教师：铀 238238 核放出一个a粒子后，核的质量数减少 4 4，核电荷数减少 2 2，变成新 核- -钍 234234 核。那这种放出a粒子的衰变叫做a衰变。 学生定有这样的想法：放出a粒子的衰变叫做a衰变。那放出B粒子的衰变叫做 B衰变？ 点评：这里一下子会出现了“ a衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心 的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。 教师：这个过程可以用衰变方程式来表示： 23892U23892UR 23490Th+42He23490Th+42He 一边说一边 写，不要
5、解释，要请学生来分析其中的奥秘） 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系 与区别？ 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下， 对客观事物反映 的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师 简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别 人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即： 化学反应方程式、离 子反应方程式， 来帮助学生自己来建构衰变方程式， 并把它纳入自己原有的知识 结构中去。 学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别， 并由学生自己表述。 点评：可以
6、让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。 教师：衰变方程式遵守的规律： (1)(1)质量数守恒 核电荷数守恒 ( (进一步解释：守恒就是反应前后相等) ) a衰变规律：AZX A A- -4Z4Z- -2Y+42He2Y+42He 学生进一步理解两个守恒： (1)(1)质量数守恒 核电荷数守恒 教师：钍 234234 核也具有放射性，它能放出一个B粒子而变成 23491Pa(23491Pa(镁) )，那它进 行的是B衰变，请同学们写出钍 234234 核的衰变方程式？ 学生探究、练习写出钍 234234 核的衰变方程式。 点评：写钍 234234 核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后
7、面的元素周期表， 但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到B粒子的 表示，教师要及时直接给出结论：B粒子用 0 0- -1e1e 表示。 教师：钍 234234 核的衰变方程式： 23490Th23490Th23491Pa+023491Pa+0- -1e1e 衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加 1 1 B 衰变规律：AZAZAZ+1Y+0AZ+1Y+0- -1e 1e 学生再一次理解两个守恒: (1)(1)质量数守恒 核电荷数守恒 点评：B衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题， 但并不象a衰变 那样容易理解，因为核电荷数要增加，学
8、生会问为什么会增加？哪来的电子？ 这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。 教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。 当核 内的中子转化为质子时同时要产生一个电子 10n10n 11H11H 0 0- -1e1e 这个电子从核内释放出来，就形成了 B衰变。 可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。 学生更进一步理解两个守恒： (1)(1)质量数守恒 核电荷数守恒 教师：丫射线是由于原子核在发生a衰变和B衰变时原子核受激发而产生的光 ( (能量) )辐射，通常是伴随a射线和B射线而产生。丫射线的本质是能量。 学生理解丫射线的本质，不能单独发生。 2 2
9、 .半衰期 教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量 描述？这种描述的对象是谁？ 学生带着问题看书。 点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。 教师提供教材上的氡的衰变图的投影： c 3. 3天 T b天 11.1 1 m/m0= m/m0= (1/2) (1/2) n n 学生交流阅读体会： (1)(1)氡每隔 3.83.8 天质量就减少一半 (2)(2) 用半衰期来表示。 (3)(3) 大量的氡核。 点评：第三个问题：描述的对象是谁？这个问题学生比较难理解， 需要教师做引 导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。 教师：同学们的回答都很精彩( (
10、鼓励) ) 教师总结： 半衰期表示放射性元素的衰变的快慢 放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期 半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。 学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。 点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。 例如：数学上的概率问题 ( (抛硬币) )将 1 1 万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为 50005000 对 5000,5000,但就某 个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对 大量事实适用，对个别不适用。 教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学
11、状态和外部 条件无关。 简单介绍： 镭 226226氡 222222 的半衰期为 16201620 年 铀 238238 一钍 234234 的半衰期为 4.54.5 亿年 学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。 点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在， 或者 加压，增温均不会改变。 教师给出课堂巩固练习题 例 1 1:配平下列衰变方程 23492U23492U 23090Th+( 42He 23090Th+( 42He ) ) 23490U23490U 23491Pa+( 023491Pa+( 0- -1e )1e ) 例 2 2：钍 232(23290Th)
12、232(23290Th)经过 _ 次a衰变和 _ 次B衰变，最后成为铅 2 2 08(20882Pb)08(20882Pb) 学生独立分析：因为a衰变改变原子核的质量数而B衰变不能，所以应先从判断 a衰变次数入手: 232 u - 208 u a衰变次数= = =6.=6. 4 u 每经过 1 1 次a衰变，原子核失去 2 2 个基本电荷，那么，钍核经过 6 6 次a衰变后剩余 的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了 B衰变次数: 点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决 （三）课堂小结 教师引导学生自己进行总结。 学生总结，讨论。 本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：a衰 变、B衰变。丫辐射伴随a衰变和B衰变而产生。 原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用 的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。 （四）作业： 布置学生课后看科学漫步 探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。 点评：留给学生课后思考和学习的空间。 (90e-2e 6)-82e (-ije =4=4