高中物理 第十九章 原子核 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护同步备课学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

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.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程.4.了解放射性在生产和科学领域的应用．一、探测射线的方法1．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，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生荧光．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室：①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和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)气泡室：气泡室里装的是液体，如液态氢．粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹．(3)盖革－米勒计数器：①优点：G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便．②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．【深度思考】三种射线肉眼都看不见，结合上述三种仪器，说说探测射线的原理是什么？答案探测射线的原理都是利用射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，来显示射线的存在．如威尔逊云室利用射线的电离性质使过饱和酒精蒸气凝结成雾滴来显示射线的径迹；气泡室是让射线粒子周围形成气泡来显示径迹；盖革－米勒计数器产生脉冲放电显示径迹．【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α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．答案D二、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．遵循规律质量数守恒，电荷数守恒．3．原子核的人工转变卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素(氧17)和一个质子，核反应方程为He＋N―→O＋H，第一次实现了原子核的人工转变．【深度思考】核反应的实质是什么？答案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．【例2】完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程．(1)N＋n→C＋________(2)N＋He→O＋________(3)B＋n→________＋He(4)Be＋He→________＋n(5)Fe＋H→Co＋________解析(1)7N＋n→C＋H(2)N＋He→O＋H(3)B＋n→Li＋He(4)Be＋He→6C＋n(5)Fe＋H→Co＋n其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4)．答案见解析书写核反应方程的四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒(中学阶段不作要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的．三、人工放射性同位素1．有些同位素具有放射性，叫放射性同位素．2．1934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P，核反应方程为He＋Al―→P＋n.四、放射性同位素的应用1．在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ探伤，也可以用γ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．2．农业上利用P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况．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．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．【深度思考】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．【例3】关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是()A．利用γ射线使空气电离，消除静电B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用β射线来治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子解析β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，选项A错误；β射线或γ射线的穿透性强，可以用...