【新步步高】2015-2016学年高中物理19.3、4探测射线的方法放射性的应用与防护学案新人教版选修3-5.docxVIP

PAGE PAGE # 3探测射线的方法 4放射性的应用与防护 ［目标定位］1.了解探测射线的几种方法， 熟悉探测射线的几种仪器.2.知道什么是放射性同位素和 人工放射性同位素.3. 了解放射性在生产和科学领域的应用 .4.知道核反应及其遵从的规律，会正确 书写核反应方程. ■预习导学/梳理,识记?点拨 一、探测射线的方法 .探测射线的理论依据 (1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生雾滴，过热液体会 产生气泡. (2)放射线中的粒子会使照相乳胶感选— (3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧也 .探测射线的仪器 (1)威耳逊云室 (2)气泡室 (3)盖革—米勒计数器 二、核反应 .定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程. .遵循规律：质量数守恒,电荷数守恒. .原子核的人工转变 1919年卢瑟福用“粒子轰击氮原子核， 产生了氧的一种同位素， 同时产生了一个质子， 核反应方程： 4He+外—―1H,第一次实现了原子核的人工转变. 三、人工放射性同位素 .有些同位素具有放射性，叫放射性同位素. . 1934年，约里奥?居里夫妇发现经过 a粒子轰击的铝片中含有放射性磷 30P.方程「He+」Al 一如 + 0n. 想一想 医学上做射线治疗用的放射性元素，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、放射性同位素的应用 .在工业上可以用 工射线来探测工件内部裂痕，称为 工探伤，也可以用 工射线照射种子，会使种子 的遗传基因发生变异,从而培育出新品种. .农业上利用30P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况. .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. 想一想 原子核的人工转变与放射性元素的衰变有何区别？ 答案 原子核的人工转变是指在其他粒子轰击下变成新核的过程，放射性元素的衰变是指核自动转 化为新核的过程. ■ 课堂讲义 ￡ 埋解,深化*探究 一、探测射线的方法 .利用威尔逊云室 a粒子显不'的径迹直而粗 因为a粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在 1 cm路程上能使气体分子产生 104对离 子，过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于 a粒子质量大，穿越云室时不易 改变方向，所以显示的径迹很直. 3粒子显示的径迹 3粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以高速 3 粒子的径迹又细又直，低速 3粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的. 丫粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹. .利用气泡室 气泡室装的是过热液体，粒子经过液体时有气泡形成，显示粒子的径迹. .盖革?米勒计数器 当某种粒子经过管中时，管内气体分子电离，产生电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在 外电路中产生了 一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来. 【例1】在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是 ( ) A.由于丫射线的能量大，容易显示其径迹 B.由于3粒子的速度大，其径迹粗而且长 C.由于a粒子的速度小，不易显示其径迹 D.由于a粒子的电离作用强，其径迹直而粗 答案 D 解析 在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的 a粒子容易显示其径迹，因质量 较大，飞行时不易改变方向，所以径迹直而粗，故只有 D正确. 借题发挥 三种射线粒子肉眼都看不见，探测射线粒子的方法都是利用它们和其他物质发生作用时 产生的现象，来显示射线粒子的存在. 二、核反应及核反应方程 .核反应的条件：用 a粒子、质子、中子，甚至用 丫光子轰击原子核使原子核发生转变. .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. .原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应： 14 4 17- 1 7N+ 2He--> 8a 1H (2)1932年查德威克发现中子的核反应： 9 4 12- 1 4Be+ 2He > 6 C+ 0n (3)1934年约里奥一居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应： 27Al+4He-30P+in； 30P-34si + 0+e .人工转变核反应与衰变的比较 (1)不同点：人工转变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. 【例2】完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的. 150B+ 4He—> 17N+ ( )