資源簡介

5.2放射性元素的衰變 教案
【教材分析】
（一）教材分析
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的基本轉(zhuǎn)點礎(chǔ)識從內(nèi)容上來非常推象，從掌握知識的角度理野，記憶的成分較多。 涉及較多的物理概念和物理思想，可以多方面培養(yǎng)學(xué)生思辨能力，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。
本節(jié)內(nèi)容在章中的地位。本節(jié)課是這一章的重點內(nèi)容，是第1節(jié)的內(nèi)容延續(xù)和拓展。是高考中是熱點問題之一。
本節(jié)課主要分為兩大部分:一是引導(dǎo)理解衰變規(guī)律和衰變實質(zhì)。通過閱讀教材、問題引領(lǐng)、討論交流、教師點撥、鞏固訓(xùn)練等手段完成。另外，通過討論辨析了電荷數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)量守恒。
二是學(xué)習(xí)半衰期及其物理意義。通過讀圖、總結(jié)衰變隨時間的變化規(guī)律，用類比法突破難點。
【學(xué)情分析】
（一）學(xué)情分析
本部分內(nèi)容相對抽象，學(xué)生基于經(jīng)驗知識對原子核的認(rèn)識相對模糊。所以教學(xué)安排上要循序漸進(jìn)，突出以學(xué)生為主題，以科學(xué)的發(fā)展為脈絡(luò)，向?qū)W生徐徐展開知識的畫卷。引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)發(fā)展的過程和科學(xué)探究的思維路徑。
【教學(xué)目標(biāo)】
（一）教學(xué)目標(biāo)
物理觀念：知道衰變、半衰期及原子核衰變的規(guī)律，了解核反應(yīng)及放射性同位素應(yīng)用的基本觀念和相關(guān)實驗證據(jù)。
科學(xué)思維：理解原子核的衰變規(guī)律及半衰期的計算方法，掌握核反應(yīng)方程的寫法與放射性同位素的應(yīng)用，培養(yǎng)分析、推理能力。
科學(xué)探究：通過學(xué)習(xí)科學(xué)家對放射性元素衰變的探究，學(xué)會觀察和思考，提升科學(xué)探究的能力。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：學(xué)會堅持實事求是的科學(xué)態(tài)度，體驗科學(xué)家探索科學(xué)規(guī)律的艱辛和科學(xué)研究的價值，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
【教學(xué)重難點】
（一）教學(xué)重難點
在古代無論是東方還是西方，都有一批人追求“點石成金”之術(shù)，他們試圖利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)的愿望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？（動圖播放點石成金）
【新課導(dǎo)入】
（一）新課導(dǎo)入
聽說過“點石成金”的傳說嗎？
類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進(jìn)行著,這就是伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的原子核“衰變”過程。
【新課講解】
（一）核反應(yīng)
核反應(yīng)
你已經(jīng)知道了，天然放射現(xiàn)象是原子核自發(fā)的變化，與之相對的，是人類用一種粒子轟擊原子核而得到新的粒子和元素的變化，這個過程被稱作人工核反應(yīng)。
問題：怎么樣才得到可控的核反應(yīng)呢？
方法1：a粒子轟擊氮原子核：
方法2：用質(zhì)子、中子甚至用伽馬γ射線光子去轟擊一些原子核，都可以實現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變。
目的：通過這種方式可以研究原子核的結(jié)構(gòu)，還可以發(fā)現(xiàn)和制造新元素。
原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。
核反應(yīng)與衰變反應(yīng)的區(qū)別
原子核的衰變 原子核的人工轉(zhuǎn)變
發(fā)生反應(yīng)的原子核 具有放射性的不穩(wěn)定核 所有原子核
反應(yīng)條件 自發(fā)進(jìn)行無條件 利用a粒子、質(zhì)子、中子或γ光子作為“炮彈”轟擊靶核
反應(yīng)本質(zhì) 核子數(shù)變化，形成新核 核子的重組，形成新核
典型反應(yīng)
核反應(yīng)方程的特點 箭頭左邊只有一個放射性原子核 箭頭左邊有靶核和“炮彈”各一個
核反應(yīng)的規(guī)律 質(zhì)量數(shù)守恒（注意不是質(zhì)量守恒），電荷數(shù)守恒
（一）放射性同位素及其應(yīng)用
放射性同位素及其應(yīng)用
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素
1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷：
與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素有以下特點：
1、放射強(qiáng)度容易控制
2、可以制成各種需要的形狀
3、半衰期更短,放射性廢料容易處理
課堂探究：如圖是工廠利用放射性同位素放出的射線，來自動控制生產(chǎn)的金屬板厚度的裝置示意圖。
1、請你簡述自動控制的原理。
2、如果工廠要生產(chǎn)1mm厚的鋁板，那么在α、β和γ三種射線中，你認(rèn)為選擇哪一種用來檢控鋁板的厚度最合適？為什么？
3、如果工廠要生產(chǎn)3mm厚的鋼板，那么在α、β和γ三種射線中，選擇哪一種射線最合適？
（一）輻射與安全
輻射與安全
1．放射性的危害
人類一直生活在放射性的環(huán)境中。例如，地球上的每個角落都有來自宇宙的射線，我們周圍的巖石，其中也有放射性物質(zhì)。我們的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食鹽和有些水晶眼鏡片中含有鉀40，香煙中含有釙210，這些也是放射性同位素，不過它們輻射的強(qiáng)度都在安全劑量之內(nèi)。
然而過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細(xì)胞核的破壞，有時不會馬上察覺。因此，在使用放射性同位素時，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時，要防止放射性物質(zhì)對空氣、水源、用具等的污染。存在射線危險的地方，常能看到如圖所示的標(biāo)志。
原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。
在利用放射性同位素給病人做“放療”時，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。
有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會對人體造成巨大的危害。
過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用。
2．放射性的防護(hù)
（1）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄。
（2）用過的核廢料要放在很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里。
（3）在生活中要有防范意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源。
【板書】
（一）板書
一、原子核的衰變
1、α衰變
2、β衰變
二、半衰期
1、衰變規(guī)律：質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)守恒
2、半衰期的計算
三、反射性同位素及其應(yīng)用
【課后反思】
（一）課后反思
整個課上下來，覺得內(nèi)容還是太多了，顯得有點臃腫了。前面的物理學(xué)史的發(fā)展脈絡(luò)其實可以不用講那么久，把節(jié)省下來的時間放在半衰期的講解上，尤其是概率思想在其中的應(yīng)用。可以設(shè)計一個概率的實驗，來促進(jìn)學(xué)生對半衰期概率的理解，這樣可能任務(wù)更清晰一些。

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