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【摘要】高中物理选修3-5中的十九章原子核中第二节，讲课的时候有很多同学对原子核的衰变很感兴趣。觉得如果改变了原子核内部结构就可以把其他的元素直接变成金子呢？而课上已给出答案，但课后反思时有所感悟。
【關键词】衰变 元素 能源
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）20-0247-01
这篇小文章我以歌德的一句话引入再合适不过了“点燃你的思绪，让想象力如炽热的火焰般在形象比喻的领域里，肆意奔放”。经济社会人们都以现实的利益为先，在物理3-5教科书中的第70页中开篇讲述了从古论今人们都在追求“点石成金”之术，但都以失败告终。而人为做不到的事情通过大自然某种途径却可以，这就是天然的放射性元素的“衰变”。从教学中发现大自然力量不可估计。从宏观的物质变化到微观的原子核衰变，一切都在悄然生息的发生和有序的控制中。
教学中给学生讲述了衰变的概念：放射性元素衰变是从一种元素变成另一种元素。在元素周期表中排列顺序在大于83号以后原子核大多都不稳定，会自发的转变为另一种新核。1896年法国的贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能发射出看不见的射线，1897年卢瑟福在测量铀矿物发射的射线时证明此射线有两种穿透能力，后来居里夫妇对其进行了深入的研究发现了镭和钋这两种新的元素。镭和钋这两种元素多数在我们生活中是很常见的，比如修路时用的沥青，还有石油这都是我们身边的能源，而能源问题又是每个国家最关心的问题，如果可用能源一旦枯竭我们的生活会变成什么样？新能源什么时候会替补上来？会对我们生活的环境有所改善吗？这些都可能让人想继续研究元素衰变会变成什么？在衰变中有什么产生呢？
衰变的种类：α衰变、β衰变、γ衰变、β+衰变、EC衰变、IT衰变、n衰变、P衰变、SF等，但高中只要求学生掌握前两种就可以。
α衰变是原子核放出一个α粒子（24He）质量数减少4，电荷数减少2，成为一个新核即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移两位。例如：92238U→90234Th+24He
β衰变是原子核放出一个电子，新生成的核与原来核质量数相同，电荷数增加1，即新核在元素周期表中位置比原来的位置向后移一位例如：90234Th→91234Pa+0-1e
以上两组数据表明原子核衰变时，电荷数（Z）和质量数（A）都守恒。当然在得出这个规律的时候并不是只有这两组数据。这里要特别注意：方程式中的质量数守恒不等于质量守恒（在衰变中质量是有亏损的，根据爱因斯坦的质量亏损方程：△E=△mc2进行计算）其实细心的人可能会发现讲课中的原子核是由质子和中子组成，内部根本就没有电子和α粒子（24He），那这两种衰变释放的这两种粒子是从哪里来的？让学生进行思考。其实电子是衰变过程中原子核内部一个中子转变为11H时产生的.每发生一次β衰变原子核内减少一个中子，减少的那个中子转变为11H和0-1e，其中质子留在原子核内部使其电荷数增加电子发射出去。原子核每发生一次α衰变同时减少两个质子和两个中子，而2个质子和2个中子能十分紧密地结合在一起，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中抛射出去，形成α射线，核反应方程：211H+210n→24He
有的同学会产生疑问，核反应和化学反应有什么区别？核反应指在原子核内部，核子数发生相应的变化，而化学反应是在原子核外最外层电子数发生变化，两者存在本质不同，核反应不可逆。
核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰生成物来写核反应方程。放射性元素的衰变不论是α衰变还是β衰变都会伴随γ射线的放出，γ射线是光子不带电没有静止质量。它的放出不改变原子核的电荷，对质量的影响极其微小。这就说明原子核的衰变是同时发生的，一起会释放出三种射线，课本中还指出了原子核能量的量子化。
如果把这些放射性元素中的某种元素单独收集起来，通过观察和实验验证会发现这种单一的元素会逐渐减少。不同的元素减少的多少和快慢是有一定规律的，这就是课本中提到的半衰期。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间就叫做这种元素的半衰期。在放射衰变的过程中遵循：N=N0e-λt式子中的N0是时间t=0时的原子核数目，N是经过t时后还存留的原子核数目。这是一个统计规律，在足够多的原子核中每一个核在什么时候发生变化是不能预知的。因为放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。因为不论人为的改变什么外界条件来都不会影响原子核的结构。那这就说明了人类想人工干预原子核的衰变，把某种元素改变成“金子”是不可能的。
参考文献：
[1]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5[M].长春：人民教育出版社，2016年7月
【關键词】衰变 元素 能源
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）20-0247-01
这篇小文章我以歌德的一句话引入再合适不过了“点燃你的思绪，让想象力如炽热的火焰般在形象比喻的领域里，肆意奔放”。经济社会人们都以现实的利益为先，在物理3-5教科书中的第70页中开篇讲述了从古论今人们都在追求“点石成金”之术，但都以失败告终。而人为做不到的事情通过大自然某种途径却可以，这就是天然的放射性元素的“衰变”。从教学中发现大自然力量不可估计。从宏观的物质变化到微观的原子核衰变，一切都在悄然生息的发生和有序的控制中。
教学中给学生讲述了衰变的概念：放射性元素衰变是从一种元素变成另一种元素。在元素周期表中排列顺序在大于83号以后原子核大多都不稳定，会自发的转变为另一种新核。1896年法国的贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能发射出看不见的射线，1897年卢瑟福在测量铀矿物发射的射线时证明此射线有两种穿透能力，后来居里夫妇对其进行了深入的研究发现了镭和钋这两种新的元素。镭和钋这两种元素多数在我们生活中是很常见的，比如修路时用的沥青，还有石油这都是我们身边的能源，而能源问题又是每个国家最关心的问题，如果可用能源一旦枯竭我们的生活会变成什么样？新能源什么时候会替补上来？会对我们生活的环境有所改善吗？这些都可能让人想继续研究元素衰变会变成什么？在衰变中有什么产生呢？
衰变的种类：α衰变、β衰变、γ衰变、β+衰变、EC衰变、IT衰变、n衰变、P衰变、SF等，但高中只要求学生掌握前两种就可以。
α衰变是原子核放出一个α粒子（24He）质量数减少4，电荷数减少2，成为一个新核即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移两位。例如：92238U→90234Th+24He
β衰变是原子核放出一个电子，新生成的核与原来核质量数相同，电荷数增加1，即新核在元素周期表中位置比原来的位置向后移一位例如：90234Th→91234Pa+0-1e
以上两组数据表明原子核衰变时，电荷数（Z）和质量数（A）都守恒。当然在得出这个规律的时候并不是只有这两组数据。这里要特别注意：方程式中的质量数守恒不等于质量守恒（在衰变中质量是有亏损的，根据爱因斯坦的质量亏损方程：△E=△mc2进行计算）其实细心的人可能会发现讲课中的原子核是由质子和中子组成，内部根本就没有电子和α粒子（24He），那这两种衰变释放的这两种粒子是从哪里来的？让学生进行思考。其实电子是衰变过程中原子核内部一个中子转变为11H时产生的.每发生一次β衰变原子核内减少一个中子，减少的那个中子转变为11H和0-1e，其中质子留在原子核内部使其电荷数增加电子发射出去。原子核每发生一次α衰变同时减少两个质子和两个中子，而2个质子和2个中子能十分紧密地结合在一起，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中抛射出去，形成α射线，核反应方程：211H+210n→24He
有的同学会产生疑问，核反应和化学反应有什么区别？核反应指在原子核内部，核子数发生相应的变化，而化学反应是在原子核外最外层电子数发生变化，两者存在本质不同，核反应不可逆。
核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰生成物来写核反应方程。放射性元素的衰变不论是α衰变还是β衰变都会伴随γ射线的放出，γ射线是光子不带电没有静止质量。它的放出不改变原子核的电荷，对质量的影响极其微小。这就说明原子核的衰变是同时发生的，一起会释放出三种射线，课本中还指出了原子核能量的量子化。
如果把这些放射性元素中的某种元素单独收集起来，通过观察和实验验证会发现这种单一的元素会逐渐减少。不同的元素减少的多少和快慢是有一定规律的，这就是课本中提到的半衰期。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间就叫做这种元素的半衰期。在放射衰变的过程中遵循：N=N0e-λt式子中的N0是时间t=0时的原子核数目，N是经过t时后还存留的原子核数目。这是一个统计规律，在足够多的原子核中每一个核在什么时候发生变化是不能预知的。因为放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。因为不论人为的改变什么外界条件来都不会影响原子核的结构。那这就说明了人类想人工干预原子核的衰变，把某种元素改变成“金子”是不可能的。
参考文献：
[1]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5[M].长春：人民教育出版社，2016年7月