3　探测射线的方法优质课教案内容

东台创新高级中学”学议创”课堂模式导学案

学科：

物理 年级：高二 课题：19．3 探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护

第1课时

主备人：

审核：高二年级物理备课组

年

月

日来源学*科*网Z*X*X*K]

班级：

学生姓名：

得分：

学习目标：

1、知道射线的粒子使气体或者液体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光；

2、知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素；

3、知道核反应及其遵循的规律；

了解放射性在生产和科学领域的应用，知道危害及防护

学习难点：1．探测器的结构与基本原理。

2．如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

学习方法：

自主预习

合作探究

一、巧妙导入，明确目标

二、指导学生自主学习

（一）探测射线的方法

1.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)射线粒子使气体或液体_____；(2)使照相乳胶_____；(3)使荧光物质产生_____。

2.探测射线的仪器和方法：(1)威耳逊云室：

①构造：主要部分是一个___________，底部可上下_____，相当于活塞，上盖是透明的，可以通过它观察粒子的运动径迹，并可拍照。

②原理：粒子在云室内从过饱和酒精蒸气中飞过，使沿途的气体分子_____，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴而显示出射线的径迹。

(2)气泡室：

①构造：气泡室由一密闭容器组成，容器中盛有_________，如液态氢，控制气泡室内液体的温度和压强略低于液体的沸点。

②原理：粒子通过_____的液体时，在它的周围产生_____形成粒子的径迹。

(3)盖革—米勒计数器：

①构造：主要部分是_________________，如图，它的外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极的导电圆筒(或在玻璃管内壁镀导电膜代替)，筒的中间有一条接正极的金属丝。玻璃管内装有低压_____气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气，管内压强约为10～20kPa。金属丝和圆筒间的电压约为100V，略低于管内气体_____的电压。

②原理：当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_____，正离子到达_____，在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。

③优缺点：优点：G -M计数器非常_____，使用方便。

缺点：只能用来_____，不能区分_____的种类。如果同时有____粒子，或两个粒子射来的时时间：间隔小于____μs，盖革—米勒计数器也不能区分它们。

（二）放射性的应用与防护

1.核反应：(1)定义：_______在其他粒子的_____下产生_________的过程，称为_______。

(2)特点：在核反应中，_______守恒、_______守恒。

(3)人工转变核反应方程：__________________；_____________________。

2．人工放射性同位素：

(1)放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做___________ ___。放射性同位素有_____和_____两种，它们的化学性质_____。

(2)人工放射性同位素：____________________。

(3)人工放射性同位素的优点：_________容易控制；_____容易控制；半衰期短，_____容易处理。

(4)凡是用到射线时，用的都是_________________

3.放射性同位素的应用：

(1)利用射线测_____、放射治疗、___________、延长保质期等。

(2)作为示踪原子：利用同一种元素的化学性质与其放射性同位素的化学性质_________，可以用放射性同位素代替__________________制成各种化合物，这种化合物的化学性质不会发生变化，但它却带有“放射性标记”，用放射性探测仪就可以探测出来，有这种用途的_____________叫做“示踪原子”。

4.辐射与安全：

(1)危害：______射线对人体细胞核造成破坏进而对人体组织有破坏作用。

(2)防护：①使用放射性同位素要严格遵守_________。

②

防止放射性物质对空气、_____、用具等的污染。

三、组织学生合作探究

阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并完成下列问题．

（1）构造是什么？

（2）基本原理是什么？

（3）怎样才能观察到射线的径迹？

注意：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身．

观察课本上α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因．

1．α粒子的质量比较________，在气体中飞行_____________（填不易或容易）改变方向，并且电离本领_________，沿途产生的离子_________，所以它在云室中的径迹________而_______.

2．β粒子的质量_______，跟气体碰撞时__________（填不易或容易）改变方向，并且电离本领_________，沿途产生的离子_______，所以它在云室中的径迹比较________，且

常常发生__________．

3．γ粒子的电离本领更__________，一般看不到它的径迹．

4．我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质．把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的_________；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的___________的大小．

知识点二．气泡室

阅读课文，学习气泡室的基本原理．并比较气泡室的原理同云室的原理。

1．控制气泡室内液体的__________和__________，使室内温度略低于液体的_________。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变_______，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成．

2．气泡室在观察比较__________的碰撞事件时是有很大优点的．液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中___________得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件．

知识点三．盖革—

弥勒计数器

阅读教材“盖革—弥勒计数器”部分的内容，回答：

（1）盖革—

弥勒计数管的构造如何？

___________________________________

______________________________

（2）盖革—

弥勒计数管的基本原理是什么？

______________________________

____________________________________

（3）G—M计数器的特点是什么？

①G－M计数器放大倍数很______，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的．

②G－M计数器只能用来_________，而不能区分射线的种类．

③G－M计数器___________(填适合或不适合)于极快速的计数．

④G－M计数器较适合于对_______、_______粒子进行计数．

[来源学科网ZXXK]知识点四．核反应：

看课本76页理解什么是核反应，知道反应中所遵循的规律，并完成下列人工转变核反应方程：

1474N2He178O______________ 944Be2He126C______________ 【例题1】

写出下列原子核人工转变的核反应方程。

（1）11Na俘获1个α粒子后放出1个质子 _____________________________ （2）13Al俘获1个α粒子后放出1个中子 ____________________________ （3）8O俘获1个中子后放出1个质子 ________________________________ （4）14Si俘获1个质子后放出1个中子 ______________________________

知识点五．人工放射性同位素

30162723

（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有________和________两种，它们的化学性质__________（填相同或不同）。

（2）人工放射性同位素

Al

He

P

+

___________________

（3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易__________；还可以制成各种所需的______________；半衰期_________，废料__________（填容易或不易）处理。

（4）凡是用到射线时，大多数都用__________(填天然或人造)放射性同位素

知识点六．放射性同位素的应用

放射性同位素的应用主要有两种，阅读课本后说明下列各种应用的原理

（1）利用射线

射线测厚装置：

烟雾报警器：

放射治疗：

培育新品种，延长保质期：

（2）作为示踪原子

棉花对磷肥的吸收：

甲状腺疾病的诊断：

知识点七．辐射与安全

通过看书，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。

四、引导学生拓展创新

1.目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些放射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是：（

）

A

β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的[来源学科网ZXXK]

B

已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡

C

发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4[来源:Z.xx.k.Com]

D

γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱

2.2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m的海底，“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视。几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用。其原因

有（

）

A

铀、钚等核废料有放射性

B

铀、钚等核废料的半衰期很长

C

铀、钚等重金属有毒性

D

铀、钚等核废料会造成爆炸

五、课后延伸，温故知新

1．1965年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是 ( ) A．学分析 B．同位素示踪原子 C．光谱分析 D．测定介电常数

2．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从金属中提炼铀235以后的剖产品，其主要成分为 铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是 ( ) ①

由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害

②

爆炸后的弹片不会对人体产生危害

③

铀238的衰变速率很快

④

铀的半衰期很长

A．①②

B．③ C．①④

D．②④[来源:学科网ZXXK]

3．美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场．那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用的 ( ) A．热量 B．α射线 C．β射线 D．γ射线

4．美国医生用123123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．这是利用123I所放出I对老布什总统诊断，使其很快恢复健康，I的特性是 ( ) 123 A．半衰期长，并迅速从体内清除 B．半衰期长，并缓慢从体内清除

C．半衰期短，并迅速从体内清除 D．半衰期短，并缓慢从体内消除

5．医学界通过C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则C的用途是 ( ) A．示踪原子 B．电离作用

C．催化作用 D．贯穿作用

14146．下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线 ( ) A．B超 B．化疗医治肿瘤 C．X光透视 D．CT断层扫描

7．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，每分钟衰变6000次，将它注射到某人的血液中，经过15h后从此人身上取出10mL的血液，测得每分钟有2次衰 变，已知这种同位素的半

衰期为5h，试计算这个人血液的总体积为多少?