【創(chuàng)新設(shè)計】2014-2015學年高二物理人教版選修3-5課件：19-319-4-探測射線的方法-放射性的應(yīng)用與防護

高中物理·選修3-5·人教版3探測射線的方法4放射性的應(yīng)用與防護[目標定位]1.了解探測射線的幾種方法，熟悉探測射線的幾種儀器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性在生產(chǎn)和科學領(lǐng)域的應(yīng)用.4.知道核反響及其遵從的規(guī)律，會正確書寫核反響方程．一、探測射線的方法1．探測射線的理論依據(jù) (1)放射線中的粒子會使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和蒸氣會產(chǎn)生

，過熱液體會產(chǎn)生

． (2)放射線中的粒子會使照相乳膠

． (3)放射線中的粒子會使熒光物質(zhì)產(chǎn)生

．2．探測射線的儀器 (1)威耳遜云室(2)氣泡室(3)蓋革－米勒計數(shù)器霧滴氣泡感光熒光二、核反響1．定義：原子核在的轟擊下產(chǎn)生的過程．2．遵循規(guī)律：守恒，守恒．其他粒子新原子核質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)盧瑟福放射性想一想醫(yī)學上做射線治療用的放射性元素，應(yīng)用半衰期長的還是短的？為什么？答案半衰期短的．因為半衰期短的放射性廢料容易處理．γγγ遺傳基因示蹤原子過量放射性物質(zhì)想一想原子核的人工轉(zhuǎn)變與放射性元素的衰變有何區(qū)別？答案原子核的人工轉(zhuǎn)變是指在其他粒子轟擊下變成新核的過程，放射性元素的衰變是指核自動轉(zhuǎn)化為新核的過程．一、探測射線的方法1．利用威爾遜云室 (1)α粒子顯示的徑跡直而粗 因為α粒子帶電荷量多，它的電離本領(lǐng)強，穿越云室時，在1cm路程上能使氣體分子產(chǎn)生104對離子，過飽和酒精蒸氣凝結(jié)在這些離子上，形成很粗的徑跡．且由于α粒子質(zhì)量大，穿越云室時不易改變方向，所以顯示的徑跡很直．(2)β粒子顯示的徑跡β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以高速β粒子的徑跡又細又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的．(3)γ粒子的電離本領(lǐng)更小，在云室中一般看不到它的徑跡．2．利用氣泡室 氣泡室裝的是過熱液體，粒子經(jīng)過液體時有氣泡形成，顯示粒子的徑跡．3．蓋革·米勒計數(shù)器 當某種粒子經(jīng)過管中時，管內(nèi)氣體分子電離，產(chǎn)生電子，這些電子到達陽極，正離子到達陰極，在外電路中產(chǎn)生了一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來．【例1】在威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，以下說法中正確的選項是 () A．由于γ射線的能量大，容易顯示其徑跡 B．由于β粒子的速度大，其徑跡粗而且長 C．由于α粒子的速度小，不易顯示其徑跡 D．由于α粒子的電離作用強，其徑跡直而粗 答案D 解析在云室中顯示粒子徑跡是由于引起氣體電離，電離作用強的α粒子容易顯示其徑跡，因質(zhì)量較大，飛行時不易改變方向，所以徑跡直而粗，故只有D正確．借題發(fā)揮三種射線粒子肉眼都看不見，探測射線粒子的方法都是利用它們和其他物質(zhì)發(fā)生作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象，來顯示射線粒子的存在．二、核反響及核反響方程1．核反響的條件：用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變．2．核反響的實質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核翻開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變．3．原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)0

4．人工轉(zhuǎn)變核反響與衰變的比較 (1)不同點：人工轉(zhuǎn)變是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理化學條件的影響． (2)相同點：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反響前后粒子總動量守恒．借題發(fā)揮書寫核反響方程四條重要原那么(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號；(3)能量守恒(中學階段不做要求)；(4)核反響必須是實驗中能夠發(fā)生的．答案C三、放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素的分類 (1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．人造放射性同位素的優(yōu)點 (1)放射強度容易控制．(2)可以制成各種所需的形狀．(3)半衰期很短，廢料容易處理．3．放射性同位素的主要作用 (1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性． (2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死腐敗細菌、抑制發(fā)芽等． (3)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質(zhì)．【例3】以下哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的() A．γ射線探傷儀 B．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C．利用鈷60治療腫瘤等疾病 D．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的方法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施