天然放射现象

法国科学家贝克勒尔自1895年起一直研究由硫化物和含铀的化合物产生的磷光现象，1896年2月，26日、27日两天，因阴雨无法进行实验，他把用黑纸包住的照相底片连同它上面的磷光物质一起放进抽屉里．3月1日细心的贝克勒尔想抽查一下照相底片是否会因黑纸漏光而曝光．照相底片冲洗出来后，他大吃一惊，底片受到很强的辐射而变得很黑了，这显然不是漏光和磷光形成的．第二天他向法国科学院报告了他所发现的新的“不可见的辐射”．这种辐射可以穿透黑纸而使底片感光，这就是后来提出的物质的放射性．在贝克勒耳工作的启发下,居里夫妇发现放射性更强的元素镭和钋。1903年，居里夫妇和贝克勒耳同获诺贝尔奖金。

人们认识原子核的复杂结构和它的变化规律就是从发现天然放射现象开始的，天然放射就是原子核的一种变化．物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．

放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性． 天然放射现象 放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性． 放大了1000倍的铀矿石

三种射线 ⑴放射性物质放出的射线有三种： α射线、 β射线、 γ射线． 如何判断是何种射线? 天然放射线的分离及其鉴别 法一：利用磁场 法二：利用电场

射线的偏转实验 卢瑟福及其同事对天然放射性元素作了详细研究，他们将放射线引入电场（或磁场）根据偏转情况，确定射线的组成。实验装置如图。 在电场的作用下射线分成三束：带正电的为α射线，带负电的为β射线，不带电的为γ射线。

三种射线的本质 电场 磁场

三种射线的本质和特性比较 C 射线种类 组成 速度 贯穿本领 电离作用 射线 粒子是 氦原子核 粒子是高 速电子流 波长很 短的电磁波 弱 一张很薄的 纸就能挡住 很强 能穿过几 毫米厚的铝板 最强 能穿过几 毫米厚的铅板 约 接近 等于 很强 很小 较弱 C

电离本领和贯穿本领之间的关系： α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其他原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强。

放射性与元素存在的状态无关． 研究表明，元素的放射性与它以单质或化合物的形式存在无关，且天然放射现象不受任何物理变化、化学变化的影响，这种性质说明了什么? 元素的放射是稳定的，是由元素的原子核决定的，射线是从元素的原子核中放出的，放射现象说明了原子核是具有结构的．

二、原子核的衰变 元素自发地放出射线后，原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变 放出α粒子的称为α衰变，放出β粒子的称为β衰变． 1、放射性元素的原子核在放出α或β射线后，其自身发生什么样的变化？ 2、什么叫原子核的衰变？原子核的衰变有哪几种情况？原子核衰变过程遵循什么规律？ 3、原子核在放出γ射线的过程中是否会发生衰变？为什么？

1、两种衰变：α衰变、β衰变 例：α衰变： β衰变： 2、衰变规律：电荷数、质量数(注意与质量守恒定律”的区别)、能量和动量都守恒 α衰变规律： β衰变规律：

实质： α衰变 β衰变 γ衰变 α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，不稳定，要向低能级跃迁．放出γ光子． γ射线是伴随着α射线和β射线产生的． 放射性物质发生衰变时，有的发生α衰，有的发生β衰变，同时伴随γ射线．这时三种射线都有．

写出镭226、钋210、氡222的一次α衰变方程 写出铜66、磷32、铋210的一次β衰变方程 23892U衰变为22286Rn共发生了　　　次α衰变和　　　　次β衰变 思考与讨论:当原子核发生衰变后,粒子与新核在磁场中的运动情况如何?

半衰期 α衰变、卢衰变表示了原子核是可以变化的．每一种元素的衰变快慢一样吗?衰变快慢有什么规律?如何描述这一变化规律? 1、定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 ,叫放射性元素的半衰期。用符号τ表示

2、衰变规律：m0:放射性元素的原有质量；m：经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有 3、决定半衰期的因素： 由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。

放射性元素的半衰期是对大量原子进行观察的统计规律，是个概率的问题，对于个别原子是无意义的。不能确定哪个将要发生衰变。 考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．

　　自然界中的碳主要是12C，也有少量14C，它是高层大气中的原子核在太阳射来的高能粒子流的作用下产生的．14C是具有放射性的碳同位素，能够自发地进行β衰变，变成氮，半衰期为5730年．14C原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡，它在大气中的含量是稳定的，大约在1012个碳原子中有一个14C．活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内14C的比例与大气中的相同．植物枯死后，遗体内的14C仍在进行衰变，不断减少，但是不再得到补充．因此，根据放射性强度减小的情况就可以算出植物死亡的时间．

例如，要推断一块古木的年代，可以先把古木加温，制取1g碳的样品，再用粒子计数器进行测量．如果测得样品每分钟衰变的次数正好是现代植物所制样品的一半，表明这块古木经过了14C的一个半衰期，即5730年．如果测得每分钟衰变的次数是其他值，也可以根据半衰期计算出古木的年代． 　　我国考古工作者用放射性同位素鉴年法对马王堆一号汉墓外椁盖板杉木进行测量，结果表明该墓距今2130±95年．通过历史文献考证，该古墓的年代为西汉早期，约在2100年前，两者符合得很好．