3　探测射线的方法特级教师教学实录

第三节

探测射线的方法

第四节

放射性的防护与应用

（一）知识与技能

1、知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象。

2、知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到。

3、了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

4. 知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点，

了解放射性在生产和科学领域的应用。

5. 知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放措施，建立防范意识。

（二）过程与方法

1、能分析探测射线过程中的现象。

2、培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。

3、渗透和安全地开发利用自然资源的教育。

（三）情感、态度与价值观

培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力，培养学生认真严谨的科学分析问题的品质。

教学重点：1、根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

2、三种射线的应用。

教学难点：1、探测器的结构与基本原理

2、理解“示踪原子”的应用原理

教学过程：

（一）引入新课

前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。但是放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们学习几种常用的探测射线的方法。

（二）新课教学

教师引导学生阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么探知放射线的存在呢？

学生活动：阅读教材并讨论后会回答：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象探知放射线的存在。

追问：这些现象主要有哪些呢？

学生：这些现象主要有：

（1）使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡。

（2）使照相底片感光。

（3）使荧光物质产生荧光。

1、威耳逊云室

教师引导学生阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论。

提问：（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？

学生活动：讨论并选出代表回答问题

强调：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。

课件演示：α、β射线在云室中的径迹，要求学生比较两种径迹的特点，并分析其原因。

学生活动：α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。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，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲。γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹。

老师补充：

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正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。

2、气泡室

教师引导学生阅读课文，学习气泡室的基本原理。

提问：比较气泡室的原理同云室的原理。

学生讨论并回答：

控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会摄取所寻找的事件。

出示挂图：教材中图19.3－3为粒子经过气泡室时的径迹照片，教师可向学生进行简单说明，人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况．

3、盖革—

米勒计数器

引导学生阅读教材“盖革—米勒计数器”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论，提出问题：

（1）盖革—

米勒计数管的构造如何？

（2）盖革—

米勒计数管的基本原理是什么？

（3）G—M计数器的特点是什么？

（三）、

放射性的应用与防护 1、）分组讨论

最近大家又通过各种渠道收集了许多有关“放射性的利用”和“放射性污染的危害与防护”的资料。下面我们以小组（4~5个人）为单位综合处理每个人的资料（此过程学生可以在课前有所准备），然后准备在课堂上作包含以下方面的陈述：

⑴

什么是放射性同位素？为什么生产和科研中采用人造而非天然放射性物质？

⑵

α、β、γ三种放射线对物质的作用各自有何特点？

⑶

利用实例分别介绍三种放射线的应用并简要说明应用原理（或依据）。

⑷

什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？

⑸

什么是放射性污染及放射性污染有什么可怕后果？

⑹

哪些事件或事物会导致放射性污染？并请举出实例。

⑺

对放射性物质有哪些有效的防护措施？

以上问题要通过多媒体（幻灯片）展示。

2、）组织课堂进行小组（代表）陈述

选一个小组进行陈述（一个同学陈述后，其它同学补充），配合该小组的陈述教师作相应内容的标题性板书：

【板书】一、放射性的应用：

3、放射性污染和防护

4、同学们就相关内容提出问题，先由该小组成员回答，也可以由其它同学回答。

教师视情况作必要的补充或重点内容的强调。特别是应该及时引导、把握、控制提问及讨论的方向。对讨论中的重点内容，教师做适当的板书（见下一项）。

5、问题解答（这些问题在答辩中解决并作相应的板书）

【板书】1.放射性同位素：有些元素的同位素具有放射性，叫做放射同位素。

人工放射性的优点：半衰期短；放射性材料的放射强度容易控制等等。

（解释：第一，人造放射性同位素可以通过核反应获得，下一节将学习“核反应”。第二。虽然放射性元素衰变的快慢由核内部因素决定，但可以控制材料中放射性同位素的含量。）

【板书】2.γ射线探伤仪可检查金属内部的损伤。其物理依据是有很强的惯穿本领。

（解释：在“探伤”这个问题上，有些学生可能联想到“X射线探伤”和“超声波探伤”。γ射线的穿透能力比X射线穿透能力更强，而且X射线不是原子核的放射线，其设备复杂庞大不易于室外应用，所以在探伤这方面的许多场合现在多用γ射线探伤仪。γ射线和X射线都是电磁波，而超声波则是进行波，在金属和许多物质中衰减很小，穿透能力甚至可达数米，

探伤手段和前两者不同，所以超声波与γ射线应用场合不同。）

【板书】3.α射线带电、能量大，可使放射源周围的空气电离，变成导电气体从而消除静电积累。应用时，可将α射线源；安装在机器运转中会产生静电的适当部位。

【板书】4.放射线能引起生物体内DNA的突变。这种作用可以应用在放射线育种、放射线灭害虫、放射作用保存食品以及医学上的“放疗”等等。

（解释：放射线照射害虫会导致害虫不育，从而减少害虫数量，最终消灭害虫。教材图22—10说明的是是放射线的作用抑制了马铃薯发芽生长。而另外一种保存食品的原理是利用放射线可以杀死微生物的功能。在医学上除了“放疗”外，“γ刀”治疗肿瘤上将其“烧死”。）

【板书】5.把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况。这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素就是示踪原子。

随堂练习

1.人造放射性同位素的应用，放射性废料容易处理，这是因为___________________。

2.放射线对生物体最一般的作用是__________________________________。

3.简述示踪原子的作用。

（三）课堂小结

（四）作业

1.每个小组将课堂讨论内容总结整理成一篇短文。

2.访问医院有关人员了解“放疗”和“γ刀”的基本原理和相关应用。教师引导学生自己进行总结。

（五）布置作业

完成“问题与练习”1－3题。

课后反思：本节课把两节的知识放在一起学习，主要考虑两节的内容均是了解性的知识。学生在自主学习的基础上老师适当的讲解和点播就能起到较好的学习效果。因为在教材处理上，先学习3-5后学习3-3的内容。因此，学生在对“威耳逊云室”的工作原理的理解有困难。