《2017-2018学年高中物理 第十九章 原子核 19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护课件 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第十九章 原子核 19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护课件 新人教版选修3-5（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3探测射线的方法4放射性的应用与防护 读一读 思一思 辨一辨 议一议 一 探测射线的方法阅读教材第73 75页 了解几种常在学校中用到的或在科学研究中用到的探测方法 1 说出几种探测射线的方法 答案 1 组成射线的粒子会使气体或液体电离 以这些离子为核心 过饱和的蒸气会产生雾滴 过热液体会产生气泡 2 射线能使照相乳胶感光 3 射线能使荧光物质产生荧光 2 威耳逊云室的原理是什么 还有哪些探测射线的仪器 答案 1 粒子在云室内的气体中飞过 使沿途的气体分子电离 过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴 于是显示出射线的径迹 2 气泡室 盖革 米勒计数器 又称G M计数器 读一读 思一思 辨
2、一辨 议一议 二 核反应阅读教材第76页 核反应 部分 掌握核反应的实质 1 什么是核反应 其实质是什么 答案 定义 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程 实质 以基本粒子 粒子 质子 中子等 为 炮弹 去轰击原子核 靶核X 从而促使原子核发生变化 生成了新原子核 Y 并放出某一粒子 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 原子核人工转变有哪三大发现 答案 1 1919年卢瑟福发现质子的核反应方程 读一读 思一思 辨一辨 议一议 三 放射性同位素阅读教材第76 78页 了解有哪些人工放射性同位素 以及其应用与防护 1 放射性同位素可分为几类 答案 1 天然放射性同位素 2 人工放射性同位素
3、2 说说人工放射性同位素有什么优势 答案 1 种类多 天然放射性同位素不过40多种 而人工放射性同位素已达1000多种 2 放射强度容易控制 3 可制成各种所需的形状 4 半衰期短 废料易处理 读一读 思一思 辨一辨 议一议 1 思考辨析 1 威耳逊云室内充满过饱和蒸气 射线经过时可显示出射线运动的径迹 其中径迹粗而短的是 射线 解析 云室内充满过饱和蒸气 射线经过时把气体电离 过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴 雾滴沿射线的路线排列 显示出射线的径迹 由于 粒子的电离本领大 贯穿本领小 所以 射线在云室中的径迹粗而短 答案 2 威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离 所以无法由径迹判断射线所带电荷
4、的正负 解析 如果把云室放在磁场中 由射线径迹的弯曲方向便可以判断射线所带电荷的正负 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 解析 应该是查德威克发现中子 答案 4 人工转变核反应与衰变在产生机制上是相同的 解析 原子核的人工转变 是一种核反应 是其他粒子与原子核相碰撞的结果 需要一定的装置和条件才能发生 而衰变是原子核的自发变化 它不受物理 化学条件的影响 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 探究讨论 1 威耳逊云室中粒子的径迹有何不同特征 答案 粒子的径迹直而清晰 高速 粒子的径迹又细又直 低速 粒子径迹又短又粗而且是弯曲的 粒子的电离本领很小 一般看不到它的径迹 2 试分析盖革 米勒
5、计数器 又称G M计数器 工作原理是什么 它有何优缺点 答案 当某种射线粒子进入管内时 它使管内的气体电离 产生的电子在电场中加速 电子跟管中的气体分子碰撞时 又使气体分子电离 产生电子 这样 一个粒子进入管中可以产生大量电子 这些电子到达阳极 正离子到达阴极 在电路中就产生一次脉冲放电 利用电子仪器可以把放电次数记录下来 a 优点 G M计数器非常灵敏 使用方便 b 缺点 只能用来计数 不能区分射线的种类 读一读 思一思 辨一辨 议一议 3 举例说明放射性同位素在生产生活中有哪些应用 答案 在工业上可以用 射线来探测工件内部裂痕 称为 探伤 也可以用 射线照射种子 会使种子的遗传基因发生变异
6、 从而培育出优良品种 农业上利用作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况 探究一 探究二 探究三 探测射线的方法和仪器问题导引右图为 粒子和 粒子在威尔逊云室中的径迹示意图 1 如何根据径迹的情况 分析判断粒子的性质 2 如何判断粒子所带电荷的正负 要点提示 1 粒子质量比较大 在气体中飞行时不易改变方向 轨迹为直线 粒子质量小 跟气体碰撞易改变方向 故轨迹常常弯曲 2 根据轨迹的弯曲方向来判断带电的性质 探究一 探究二 探究三 名师精讲1 方法探测射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在 这些现象主要是 1 使气体电离 这些离子可使饱和蒸气产生云雾或使过
7、热液体产生气泡 2 使照相底片感光 3 使荧光物质产生荧光 2 仪器 1 威耳逊云室构造 主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器 它的下部是一个可以上下移动的活塞 上盖是透明的 可以通过它来观察和拍摄粒子的运动径迹 云室里面有干净的空气 探究一 探究二 探究三 2 气泡室气泡室的原理同云室的原理类似 所不同的是气泡室里装的是液体 如液态氢 控制气泡室内液体的温度和压强 使温度略低于液体的沸点 当气泡室内压强突然降低时 液体的沸点变低 因此液体过热 粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成 从而显示粒子径迹 3 盖革 米勒计数器构造 主要部分是盖革 米勒计数管 里面是一个接在电源负极的导电圆筒 筒的中间
8、有一条接正极的金属丝 管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气 放射线中的粒子会使气体或液体电离 以这些离子为核心 过饱和的蒸气会产生雾滴 过热液体会产生气泡 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例题1 多选 关于威耳逊云室探测射线 下列说法正确的是 A 威耳逊云室内充满过饱和蒸气 射线经过时可显示出射线运动的径迹B 威耳逊云室中径迹直而粗的是 射线C 威耳逊云室中径迹细而弯曲的是 射线D 威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离 所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负 思考问题 威耳逊云室的原理是什么 提示 粒子在云室内的气体中飞过 使沿途的气体分子电离 过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结
9、成雾滴 于是显示出射线的径迹 探究一 探究二 探究三 解析 云室内充满过饱和蒸汽 射线经过时把气体电离 过饱和蒸汽以离子为核心凝结成雾滴 雾滴沿射线的路径排列 显示出射线的径迹 故A正确 由于 粒子质量大 电离本领大 贯穿本领小 故 粒子在云室中的径迹直而粗 即B正确 射线的电离本领很弱 所以在云室中一般看不到它的径迹 细而弯曲的是 射线 所以C错误 把云室放到磁场中 由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负 故D错误 答案 AB归纳总结探测射线的方法三种射线肉眼都看不见 探测射线的方法都是利用它们和其他物质发生作用时产生的现象 来显示射线的存在 探究一 探究二 探究三 变式训练1 多
10、选 关于射线的探测 下列说法正确的是 A 气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B 由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电情况 动量 能量等C 盖革 米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D 盖革 米勒计数器不仅能计数 还能用来分析射线的性质解析 气泡室探测射线的原理与云室的类似 不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的 故A选项正确 由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等 可分析射线的带电情况 动量 能量等 故B选项正确 盖革 米勒计数器利用射线电离作用 产生电脉冲进而计数 故C选项正确 由于对于不同射线产生的脉冲现象相同 因此计数器只能用来计数 不能
11、区分射线的种类 所以D选项错误 答案 ABC 探究一 探究二 探究三 原子核的人工转变及核反应方程问题导引生产和生活中所用的射线为什么都是人造放射性同位素 要点提示 这是因为人造放射性同位素的放射强度容易控制 放射源形状可随意制作 更重要的是其半衰期比天然放射性物质短得多 放射性核废料容易处理 探究一 探究二 探究三 名师精讲1 原子核的人工转变 1 条件 用 粒子 质子 中子 甚至用 光子轰击原子核使原子核发生转变 2 实质 用粒子轰击原子核并不是粒子与原子核碰撞 将原子核打开 而是粒子打入原子核内部使原子核发生了转变 3 规律 反应前 后电荷数守恒 质量数守恒 探究一 探究二 探究三 探究
12、一 探究二 探究三 思考问题 如何确定新生核的电荷数和质量数 提示 根据电荷数守恒 质量数守恒来确定 探究一 探究二 探究三 归纳总结核反应过程一般是不可逆的 所以核反应方程只能用箭头而不能用等号 探究一 探究二 探究三 变式训练2完成下列核反应方程 并指出其中是发现质子的核反应方程 是发现中子的核反应方程 探究一 探究二 探究三 其中发现质子的核反应方程是 2 发现中子的核反应方程是 4 答案 见解析 探究一 探究二 探究三 放射性的应用及防护问题导引射线在人们心里是一个恶魔 谈核色变 怎样进行有效的防护呢 放射性物质危险警告标志要点提示 其实射线并不可怕 可怕的是无知 只要熟知各种射线的特
13、点 就可以避开射线对我们的危害 如图所示 从图中你可能有所体会 探究一 探究二 探究三 名师精讲1 放射性同位素具有放射性的同位素 叫作放射性同位素 天然存在的放射性元素只有四十多种 但用人工方法得到的放射性同位素有一千多种 与天然放射性物质相比 人造放射性同位素的放射强度容易控制 还可以制成各种所需的形状 探究一 探究二 探究三 2 放射性同位素的应用 1 利用放射性同位素放出的射线 探伤 射线穿透金属部件时 如果遇到砂眼 裂痕等伤痕 接收到的射线将与正常处不同 因此可利用放射性同位素放出射线探伤 测厚 射线穿透某些物质的本领与物质的厚度 密度有关 因此可用射线来检查某些产品的厚度 技术上可
14、用作自动控制 利用射线电离能力 可以使空气电离 除去纺织车间的静电 或制成报警器 辐照 利用射线照射 可以杀死癌细胞 用以治病 用射线照射植物 引起植物变异 用以育种等 探究一 探究二 探究三 2 做示踪原子 由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质 如果在某种元素里掺进一些放射性同位素 那么元素无论走到哪里 它的放射性同位素也经过同样的过程 而放射性元素不断地放出射线 再用仪器探测这些射线 即可知道元素的行踪 这种用途的放射性同位素叫示踪原子 探究一 探究二 探究三 3 人工放射性同位素的优点 1 资源丰富 天然放射性元素不过40多种 但人工放射性同位素已达1000多种
15、目前每种元素都有了自己的放射性同位素 2 和天然放射性物质相比 人工放射性同位素的放射强度容易控制 还可以制成各种所需的不同形状 特别是 它的半衰期比天然放射性物质短得多 因此放射性废料容易处理 由于这些优点 所以在生产和科研中凡是用到射线时 用的都是人工放射性同位素 而不用天然放射性物质 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例题3 关于放射性同位素的应用 下列说法正确的是 A 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电 从而达到消除有害静电的目的B 利用 射线的贯穿性可以为金属探伤 也能进行人体透视C 用放射线照射作物种子使其DNA发生变异 其结果一定是更优良的品种D 用 射线治疗肿瘤时一定要
16、严格控制剂量 以免对人体正常组织造成太大的伤害 探究一 探究二 探究三 解析 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性 使空气分子电离成为导体 将静电导出 A错误 射线对人体细胞伤害太大 不能用来进行人体透视 B错误 作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的 还要经过筛选才能培育出优良品种 C错误 用 射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用 因此要科学地控制剂量 D正确 答案 D归纳总结放射性同位素的应用 1 用射线来测量厚度 一般不选取 射线是因为其穿透能力太差 更多的是选取 射线 也有部分选取 射线的 2 给病人治疗癌症 培育优良品种 延长食物保质期一般选取 射线 3 使用放射线时安全是第一位的 探究一 探究二 探究三 变式训练3下列说法正确的是 A 给农作物施肥时 在肥料里放一些放射性同位素 是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B 输油管道漏油时 可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线 确定漏油位置C 天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用 只是较少 经济上不划算D 放射性元素被植物吸收 其放射性将发生改变 探究一 探究二 探究三 解析 放射性元素与它的同位素的化学性质相同 但是
