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2017-2018学年高中物理人教版选修3-5教学案:第十九章 第3、4节 探测射线的方法 放射性的应用与防护 含解析


第 3、4 节 探测射线的方法__放射性的应用与防护 1.1912 年英国物理学家威耳逊发明了威耳逊云 室。 2.射线可使气体或液体电离,使照相乳胶感光, 使荧光物质产生荧光。 3.原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的 过程,称为核反应。 4.在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒。 5.1928 年由德国物理学家盖革与米勒研制成功 了用于探测射线的盖革-米勒计数器。 6.1934 年,约里奥—居里夫妇发现了人工放射 性同位素。 7. 放射性同位素有很多应用, 如应用它的射线, 或把它作为示踪原子;放射性同位素也有很 多危害。 过量的射线对人体组织有破坏作用, 同时对水源、空气等也有污染。 一、探测射线的方法 1.探测方法 (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.探测仪器 (1)威耳逊云室 ①原理:粒子在云室内气体中飞过,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粒子径迹形状: α 粒子的径迹直而粗 β 粒子的径迹比较细,而且常常弯曲 γ 粒子的电离本领很小,在云室中一般看不到它的径迹 (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。 粒子通过过热液体时,在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。 (3)盖革-米勒计数器 ①原理:在金属丝和圆筒间加上一定的电压,这个电压稍低于管内气体的电离电压, 当某种射线粒子进入管内时,它使管内的气体电离,产生电子??这样,一个射线粒子进 入管中后可以产生大量电子,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。 ②优点:GM 计数器非常灵敏,使用方便。 ③缺点:只能用来计数,不能区分射线的种类。 二、核反应和放射线的应用与防护 1.核反应 (1)定义:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 (2)原子核的人工转变 1919 年卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素,同时产生一个质子。 4 17 1 卢瑟福发现质子的核反应方程:14 7N+2He→ 8O+1H。 遵循规律:质量数守恒,电荷数守恒。 2.人工放射性同位素 (1)放射性同位素的定义:有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。 (2)人工放射性同位素的发现:1934 年,约里奥—居里夫妇发现经过 α 粒子轰击的铝片 中含有放射性磷30 15P。 27 30 1 (3)发现磷同位素的方程:4 2He+13Al→15P+0n。 3.放射性同位素的应用与防护 (1)应用射线 应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射种子培育优良品种等。 (2)示踪原子:有关生物大分子的结构及其功能的研究,要借助于示踪原子。 (3)辐射与安全:人类一直生活在放射性的环境中,过量的射线对人体组织有破坏作用。 要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。 1.自主思考——判一判 (1)云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的轨迹。(×) (2)盖革-米勒计数器既可以统计粒子的数量,也可以区分射线的种类。(×) (3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒。(√) (4)医学上利用射线进行放射治疗时,要控制好放射的剂量。(√) (5)发现质子、 发现中子和发现放射性同位素30 (√) 15P 的核反应均属于原子核的人工转变。 (6)同一种元素的放射性同位素具有相

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