2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-5课件：第19章 第3、4节.ppt

1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-5原子核第十九章第三节 探测射线的方法第四节 放射性的应用与防护第十九章学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课后强化作业6学习目标定位理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 了解探测射线的仪器和方法 了解放射性的应用和防护课堂情景切入放射性同位素的放射强度易于控制，它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此在生产和科学领域得以广泛的应用。你知道探测射线的方法和射线有哪些应用吗？知识自主梳理探测射线的原理利用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。(1)粒子使气体或液体电离，以这些离子为核

2、心，过饱和汽会产生_，过热液体会产生_。(2)使照相底片_。(3)使荧光物质产生_。探测射线的基本方法云雾气泡感光荧光1威尔逊云室(1)结构见教材。(2)工作原理：粒子从室内气体中飞过，就会使沿途的气体分子_产生离子，过饱和汽便以这些离子为核心凝成_，于是显示出射线的径迹。根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的_；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的_。几种常用的探测器电离一条雾滴性质正负2气泡室(1)原理：当高能粒子穿过室内_液体时，形成一串_而显示粒子行迹。(2)作用：可以分析粒子的带电、动量、能量等情况。过热气泡3盖革米勒计数器(1)结构见课本(2)原理

3、：当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体_，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子_时，又使气体分子电离，产生_这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量_。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电_记录下来。电离碰撞电子电子次数(3)特点：检测射线十分方便，但只能用来_，不能区分射线的种类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200s，GM计数器也不能区分它们。计数核反应轰击下质量数电荷数人工放射性同位素的应用与防护放射性3放射性同位素的应用(1)利用射线：利用射线具有很强的_作用，消除有害_；利用射线很强的_

4、本领，工业用来_。(2)作示踪原子：同位素具有相同的_性质，可用放射性同位素代替非放射性同位素做_原子。电离静电贯穿探伤化学示踪4放射性的污染和防护(1)放射性污染过量的放射会对_造成污染，对人类和自然界产生_作用。(2)防护辐射防护的基本方法有_防护、距离、_防护。要 防 止 放 射 性 物 质 对 _、_、用 具、_的污染，要防止射线_地_照射人体。环境破坏时间屏蔽水源空气工作场所过多长时间重点难点突破一、探测射线的方法1云室中不同粒子径迹产生的原因产生原因粒子的径迹粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。粒子的径迹粒

5、子的质量小，跟气体分子碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲。粒子的径迹粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹。2.不同探测方法的对比威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性，某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标，他选用哪种仪器较好()A威耳逊云室 B气泡室C盖革米勒计数器D以上三种效果都很好答案：C解析：花岗岩板材的放射性都比较弱，用云室、气泡室很难测出，而计数器非常灵敏，

6、用它检测射线十分方便。二、核反应及核反应方程1核反应的条件用粒子、质子、中子，甚至用光子轰击原子核使原子核发生转变。2核反应的实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变。4人工转变核反应与衰变的比较(1)不同点：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。(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒。特别提醒：(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。(

7、2)核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。答案：解析：首先从方程左端去判断哪种是衰变、哪种是核反应，当方程左端只有一种元素的原子核时，只能是衰变，故为衰变，为核反应；而同位素的产生，是根据原子序数相同而质量数不同来判断，所以会生成该元素的同位素；判断衰变，只需要看清衰变方程右端是否产生电子即可，应选。三、放射性同位素及其应用1放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素。(2)人工放射性同位素。2人工放射性同位素的优势(1)放射强度容易控制。(2)可制成各种所需的形状。(3)半衰期短，废料易处理。3放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线利用放出的射线检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等，即利用

8、射线进行探伤。利用放射线的贯穿本领与物质的厚度和密度的关系，可用它来检查各种产品的厚度和密封容器中的液体的高度等，从而实现自动控制。利用放射线使空气电离而把空气变成导电气体，以除去化纤、纺织品上的静电。用射线照射植物，引起植物的变异，也可以利用它杀菌、治病等。(2)做示踪原子把放射性同位素原子通过物理或化学反应的方式掺到其他物质中，然后用探测仪进行追踪，这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素原子就是示踪原子。例如：在农业生产中，探测农作物在不同的季节对元素的需求。在工业上，检查输油管道上的漏油位置。在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围。医学上做射线治

9、疗用的放射性元素，应用半衰期长的还是短的？为什么？答案：半衰期短的。因为半衰期短的放射性废料容易处理。四、放射性的污染与防护污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线与中子流核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用。铅的屏蔽作用最好关于国际通用

10、的放射性标志，下列说法正确的是()A国际通用的放射性标志是毒性标志的骷髅B国际通用的放射性标志是以黄色圆形为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形C有此项标志的地方是有放射性危险的地方D没有特别的极其特殊的需要要远离有国际通用的放射性标志的地方答案：BCD解析：国际通用的放射性标志如图所示。考点题型设计射线的探测解析：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，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于粒子的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，而细而弯曲的是射线，所以C错

11、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用连线把左边列出的实验设备和右边对应的仪器名称连结起来。A用于观察粒子径迹的设备 (a)示波器B用于记录粒子数的设备 (b)加速器C用于产生高速粒子的设备 (c)云室D用于观察波形图像的设备 (d)计数器答案：Ac，Bd，Cb，Da核反应方程点评：此题只要严格按照写核反应方程的原则进行，一般是不会出错的，写核反应方程的原则是：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号。因两端仅仅是质量数守恒，没有体现质量相等；也不能仅画一横线，因箭头的方向还表示反应进行的方向；(3)能量守恒，但中学阶

12、段不作要求；(4)核反应必须是实验能够发生的，不能毫无根据地写未经实验证实的核反应方程。点评：解此题依据电荷数守恒和质量数守恒规律完成核反应方程及著名的粒子发现史。关键掌握质量数守恒和电荷数守恒，否则在书写核反应方程平衡时容易出错。放射性的应用与防护解析：射线的电离作用很弱，应利用射线的电离作用，A错误，射线对生物具有物理化学作用，照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗，射线不具有生物作用，B、C错误。同位素的核外电子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记”，可用探测器探测到，D正确。答案：D点评：利用射线的电离作用可消除静电，利用射线的生物作用可使种子变异、治疗癌症。下列说法正确的是()A放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B对于具有放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深海进行处理C射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器中，而不能随意放置D对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的答案：BCD解析：放射线对所有细胞都有杀伤作用。选项B、C、D正是人类在合理利用放射性物质过程中必须注意防护的。课后强化作业（点此链接）