3　探测射线的方法板书设计及意图

高二物理教学案

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19.3·4 探测射线的方法 放射性的应用与防护

学习目标：

1．知道探测射线的基本方法

2．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素

3．知道核反应及其遵从的规律，会书写核反应方程

4. 知道射线的危害及防护

教 学 过 程

一．自学引领

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

，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生

，过热液体会产生

。

(2)射线能使照相乳胶

。

(3)射线能使荧光物质产生

。

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

，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成

，于是显示出射线的径迹。

②粒子径迹形状：

α粒子的径迹

β粒子的径迹比较细，而且常常

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

，如液态氢。

粒子通过

液体时，在它的周围产生

而形成粒子的径迹。

(3)盖革－米勒计数器

①优点：G­M计数器非常

，使用方便。

②缺点：只能用来

，不能区分

。

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

记

录

与

整

理

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。

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1919年

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。卢瑟福发现质子的核反应方程：

144171

7N＋2He→

8O＋1H。

遵循规律：

守恒，

守恒。

2．人工放射性同位素

(1)放射性同位素的定义：有些

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3015P。

(3)发现磷同位素的方程：42He＋2713Al→3015P＋10n。

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

、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

。

(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

对水源、空气、用具等的污染。

二.自学检测

判断正误

(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15P30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同的半衰期。(

)

三．合作释疑

考点1------探测射线的三种仪器

【例1】用盖革－米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是(

) A．放射源射出的是α射线

B．放射源射出的是β射线

-

2 -

[思路点拨]

解答本题时应注意以下两点：

(1)根据α射线、β射线的穿透能力确定射线的种类。

(2)由半衰期的定义求出该元素的半衰期。

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C．这种放射性元素的半衰期是5天

D．这种放射性元素的半衰期是2.5天

变式训练1．下列关于放射线的探测说法中正确的是(

) 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带电、动量、能量等情况

C．盖革－米勒计数器探测射线也是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

考点2------原子核的人工转变和核反应方程

【例2】1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co放射源进行了实验验证。次年李、杨两人为此

获得诺贝尔物理奖。6027Co的衰变方程是6027Co→AZNi＋0－1e＋νe，其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可以认为是零。6027Co的核外电子数为________，在上述衰变方程中，衰变产物AZNi的质量数是________，核电荷数是________。

变式训练2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程

x＋73Li→2y

y＋14

7N→x＋17

8O

y＋94Be→z＋12

6C x、y和z是3种不同的粒子，其中z是(

) A．α粒子

B．质子

C．中子

D．电子

考点3------放射性同位素的应用

【例3】下列说法正确的是(

) A．给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好

B．输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置

C．天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算

D．放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变

变式训练3．用“γ刀”进行手术，可以使病人在清醒状态下经过较短的时间完成手术，在此过程中，主要利用：①γ射线具有较强的穿透本领；②γ射线很容易绕过障碍物到达病灶区域；③γ射线具有很强的电离能力，从而使病变细胞电离而被破坏；④γ射线具有很高的能量。上述描述正确的是(

) A．①②

B．②③

C．①②③

D．①④

写核反应方程时应注意以下三点

(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。

(2)核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰。

(3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变

放射性同位素的应用技巧

(1)用射线来测量厚度，一般不选取α射线是因为其穿透能力太差，更多的是选取γ射线，也有部分选取β射线的。

(2)给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保质期一般选取γ射线。

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四．达标测试

1.用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰

变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是(

) A．质子，α衰变

B．电子，α衰变

C．α粒子，β衰变

D．正电子，β衰变

2．关于放射性同位素的一些应用，下列说法正确的是(

) A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用

B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿

透作用

C．利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异

D．在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子

3．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。

(1)238

92U→234

90Th＋________；

(2)94Be＋42He→12

6C＋________；

(3)234

90Th→234

91Pa＋________；

(4)3015P→3014Si＋________；

(5)235

92U＋________→9038Sr＋136

54Xe＋1010n；

(6)14

7N＋42He→17

8O＋________。

4.有关放射性同位素3015P的下列说法正确的是(

) A.3015P与3014X互为同位素

B.3015P与其同位素有相同的化学性质

C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长

D．含有3015P的磷肥释放

小结与反思-

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