有关天然放射现象、衰变和放射性同位素的应用的教学建议

有关天然放射现象、衰变和放射性同位素的应用的教学建议 第二节天然放射现象 衰变 教学建议 一、本节由天然放射现象开始，揭示了原子核是可变的、可分的，使传统的自然观受到很大的冲击。可以结合物理学发展史上的有关事实，向学生进行辩证唯物主义的思想教育。比如让学生了解，1895年发现X射线，1896年发现天然放射性，1897年发现电子，连续出现的这三大发现在科学界和哲学界产生的影响是十分巨大的，给整个物理学界带来了困惑和论争，有人称作“原理的普遍毁灭”(原子的不可分割不可变性被打破了，物质不灭和能量守恒的规律受到了新的检验等等)。唯心论者认为“原子非物质化，物质消失了”。事实又是怎样呢,新的重大发现，将物理学推上了一个新的高峰，正如列宁指出的:“自然界中的一切界限，都是有条件的、相对的、可变动的”，“现代物理学是在临产之中，它正在产生辩证唯物主义”。 从前曾有人企图“点石成金”，终以失败告终，使人们形成了“原子不可变、不可分”的看法。放射性的发现推翻了这种看法。放射性元素放出的三种射线只可能是从原子核里放出来的;放射性元素放出射线后，它自身就衰变成了另一种元素的原子核，这就告诉我们原子核也是可变的。从而引起了人们去探索原子核变化的奥妙，揭开了核物理学的第一页。 二、关于衰变的教学 ?教材介绍研究放射性元素发出射线的实验装置，如图2所示是让射线进入磁场中观察其偏转情况来研究的。也可让射线进入电场中，如图1所示。实验结果可列表进行对比。 对三种射线可列表对比: ?衰变是一种基本的原子核反应，天然放射性元素原子核和人工制造的放射性同位素都能发生衰变。要让学生记住常用的核符号，会写核反应方程。衰变过程遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写衰变方程的依据。这是研究核变化的基本工具。为此，可写一些方程让学生练习——不能随意编造，要从可靠的资料上选择实际发生的核反应，也可以当堂做课本中的练习。在写衰变方程时让学生根据衰变规律来确定衰变后产生的新核，这个规律是:α衰变，新核质量数减4，电荷数减2。β衰变，新核质量数不变，电荷数加1。可以讲一讲，在原子核里，中子和质子是可以互相转化的。β衰变中放出的电子，就是中子转化为质子时放出来的。这样可以解决学生可能存在的疑问，原子核内部没有电子，为什么会发生β衰变而放出电子呢, ?半衰期是了解原子核衰变情况的基本概念，也是学生理解时较困难的问题，要举具体例子让学生体会才好懂。半衰 期是指由大量原子组成的放射性样品中，放射性元素原子核有50,发生衰变所需的时间，这是一种统计规律。有的学生认为从半衰期可以推出全部衰变的时间，从而得知放射性样品的寿命，这种想法是错误的。每经一个半衰期，放射性元素的原子核的数目要衰变掉一半，因此设原有的核总数为N0，则每经过一个半衰期，剩下的放射性元素原子核(没有衰变的) 1111数目N′应按„的规律递减。半衰期对某一个原子核来说，是无意义的，因为这个核是否马上衰NN,N,N0000n2482 变，会受到各种偶然因素的支配。