3　探测射线的方法第一课时教学实录

19.3探测射线的方法

【学习目标】

1．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和原理。

2．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。

3．知道核反应及其规律，会写核反应方程。

4．了解放射性的应用，知道射线的危害和防护

【重点难点】

1．比较人工放射性同位素和天然放射性物质的区别。 2．利用放射线途径。

【课前预习】

1．探测射线的方法

（1）威耳逊云室的原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子_________，_________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）在云室中，由于粒子带电量比粒子多，电离本领比粒子大，质量也比粒子大，穿越云室时，过饱和酒精蒸汽凝结在被电离的离子上。因而______粒子显示的径迹直而粗，_________粒子显示的径迹细而曲。

2．核反应：（1）人类第一次实现的原子核的人工转变，是_______用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，核反应方程为_________________________________。

（2）凡是由某种粒子去轰击原子核，实现原子核的转变，产生新的原子核的过程称为核反应。

3.放射性：（1）放射性同位素有__________放射性同位素和____________放射性同位素两种。

（2）应用： ①利用射线具有很强的________作用的，消除有害静电；利用射线很强的________本领，工业用来探伤。

②作为踪原子：同位素具有相同的_________性质，可用_________（填“放射性”或“非放射性”）同位素代替_________(填“放射性”或“非放射性”)同位素作示踪原子，来研究农作物对药物的吸收情况；医学上可以利用它来帮助判断疾病。

（3）防护：放射性对人体组织一般是________(填“有”或“无”)伤害作用的，要防止放射物质对水源、空气、用具、工作场所的污染。

（4）与天然放射性物质相比、人工放射性同位素的放射强度容易控制，其半哀期比天然放射性的半哀期较________，因此放射性废料容易处理。由于这些优点，所以科技上凡用到射线时，用的都是______________________。

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一、探测射线的方法

1．利用威尔逊云室

(1)α粒子显示的径迹直而粗

因为α粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm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α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．

(2)β粒子显示的径迹

β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β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．

(3)γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹．

2．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．

3．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下列关于放射线的探测说法正确的是（ ）

A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似

B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的动量、能量及带电等情况

C．盖革-米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领

D．盖革-米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质

例2

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γ射线的能量大，容易显示其径迹

B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长

C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹

D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗

二、核反应及核反应方程

1．核反应的条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ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．

3．原子核人工转变的三大发现

141(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：

7N＋4→172He―8O＋1H 412(2)1932年查德威克发现中子的核反应：

9→6C＋14Be＋2He―0n 2

(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：

274130→30→3013Al＋2He―15P＋0n；15P―14Si＋0＋1e. 4．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．

课后练习

301．有关放射性同位素15P的下列说法正确的是（ ）

303030A．15P与14X互为同位素 B．15P与其同位素有相同的化学性质

30C．用15P制成化合物后的半衰期变长

30D．含有15P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响

2．用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变（ ）

A．低温保存

C．把该元素与其他元素结合成稳定的化合物

B．保存在很厚的铅盒里

D．上述方法均不行

3．放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为（ ）

A．放射性同位素不改变其化学性质

B．化合状态的放射性同位素的半衰期比同种放射性元素单质的半衰期要长

C．半衰期与元素所处的物理状态有关 D．放射性同位素很容易制造

4．下列说法正确的是（ ）

A．粒子穿过威耳逊云室时偏转角度比粒子大

B．粒子在威耳逊云室中一般看不到其径迹

C．根据径迹的长短粗细可知道粒子性质

D．粒子径迹较细且直，粒子径迹较粗且弯曲程度大

4171He145．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为：27N8O1H，下列说法中正确的是（ ）

A．通过此实验发现了质子

B．实验中利用了放射源放出的射线

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C．实验中利用了放射源放出的射线

D．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒

6．近几年，我国不少地方采用了刀医疗器械，治疗脑肿瘤患者5000余例，效果较好. 刀治疗脑肿瘤主要是利用（ ）

A．射线有很强的贯穿本领

C．射线有很高的能量

B．射线有很强的电离本领

D．射线能很容易绕过阻碍物到达目的地

7．放射性同位素的应用主要有两方面，下列实际应用中利用了射线的穿透作用的是（ ）

A．给金属探伤 B．检查输油管是否有漏洞

C．消毒灭菌 D．证明人工合成的牛胰岛素和天然牛胰岛素是同一种物质

8．1965年我国科学家首次用人工方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，使用的鉴别技术是（ ）

A．光谱分析

B．同位素示踪原子

C．微机技术

D．测定介电常数

9.对放射性的应用,下列说法中正确的是( ) A.射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体正常细胞不会有伤害作用

B.对有放射性的废料,要装入特制的容器并埋入深地层进行处理

C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里,而不能随意放置

D.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的

10．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，则以下判断中正确的是(

) 1144①3→4→171H＋X1―2He＋0n

②7N＋2He―8O＋X2

4244③9→12→274Be＋2He―6C＋X3

④12Mg＋2He―13Al＋X4 A．X1是质子

B．X2是中子

C．X3是电子

D．X4是质子

课后练习答案

例1、ABC 例2、D 例3、AC 例4、BD 1．BD， 2．D， 3．A， 4．BC， 5．AC， 6．AC 7、A 8．B 9、BCD 10、D

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