（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 主題三 原子與原子核 3.3 原子核 3.3.3-3.3.4 探測射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)課件 新人教版選修3-5.ppt

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1、3.3.3探測射線的方法 3.3.4放射性的應(yīng)用與防護(hù),一、探測射線的方法 1.探測方法 (1)組成射線的粒子會使氣體或液體電離，以這些離子為核心，會產(chǎn)生霧滴， 會產(chǎn)生氣泡。 (2)射線能使照相乳膠。 (3)射線能使產(chǎn)生熒光。,過飽和的蒸汽,過熱液體,感光,熒光物質(zhì),2.探測儀器,(1)威耳遜云室 原理：當(dāng)酒精蒸汽達(dá)到過飽和狀態(tài)，粒子在云室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的電離，過飽和酒精蒸汽就會以這些離子為核心，于是顯示出射線的徑跡。 ,氣體分子,凝結(jié)成霧滴,清晰,彎曲,(2)氣泡室：氣泡室里裝的是液體，如液態(tài)氫。粒子通過過熱液體時(shí)，在它的周圍 而形成粒子的徑跡。 (3)蓋革米勒計(jì)數(shù)器 優(yōu)點(diǎn)：GM計(jì)數(shù)

2、器，用它檢測射線十分方便。 缺點(diǎn)：只能用來，不能區(qū)分。,產(chǎn)生氣泡,非常靈敏,計(jì)數(shù),射線的種類,思考判斷,(1)威爾遜云室可以顯示粒子和粒子的徑跡。() (2)高速粒子在威爾遜云室中的徑跡又短又粗而且是彎曲的。() (3)GM計(jì)數(shù)器非常靈敏，不僅可以計(jì)數(shù)，還可以區(qū)分射線的種類。() 答案(1)(2)(3),二、核反應(yīng)和人工放射性同位素 1.核反應(yīng),新原子核,質(zhì)量數(shù),2.人工放射性同位素,3.放射性同位素優(yōu)點(diǎn) (1)資源豐富，應(yīng)用廣泛。 (2)放射強(qiáng)度容易控制，可以制成各種所需的形狀，廢料容易處理。 (3)現(xiàn)在凡是用到射線時(shí)，用的都是同位素，而不用天然放射性物質(zhì)。,放射性,人工放射性,思考判斷,答

3、案(1)(2)(3),三、放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 1.應(yīng)用射線：利用射線的可以測厚度等，還可以用于放射治療、照射種子培育優(yōu)良品種等。 2.示蹤原子：一種元素的各種同位素具有 化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后可以探測出原子到達(dá)的位置。 3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織__________。要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣、用具等的污染。,穿透本領(lǐng),相同的,有破壞作用,思考判斷,(1)利用射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。() (2)用射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期。() (3)任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用。(

4、) 答案(1)(2)(3),探測射線的方法,(1)粒子顯示的徑跡直而清晰 因?yàn)榱Ｗ訋щ姾闪慷啵碾婋x本領(lǐng)強(qiáng)，穿越云室時(shí)，在1 cm路程上能使104對氣體分子產(chǎn)生電離，過飽和酒精蒸汽凝結(jié)在這些離子上，形成很清晰的徑跡。且由于粒子質(zhì)量大，穿越云室時(shí)不易改變方向，所以顯示的徑跡很直。 (2)粒子顯示的徑跡 粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以高速粒子的徑跡又細(xì)又直，低速粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的。 (3)射線的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡。,1.威爾遜云室,要點(diǎn)歸納,2.氣泡室 氣泡室裝的是過熱液體，粒子通過液體時(shí)在它的周圍有氣泡形成，顯示

5、粒子的徑跡。 3.蓋革米勒計(jì)數(shù)器 當(dāng)某種粒子經(jīng)過管中時(shí)，管內(nèi)氣體分子電離，產(chǎn)生電子，這些電子到達(dá)陽極，正離子到達(dá)陰極，在外電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來。,例1 (多選)利用威耳遜云室探測射線時(shí)若觀察到細(xì)長、彎曲的徑跡，則下列說法正確的是(),A.可知有射線射入云室 B.可知有射線射入云室 C.觀察到的是射線粒子的運(yùn)動 D.觀察到的是射線粒子運(yùn)動路徑上的酒精霧滴 審題指導(dǎo)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)粒子帶電量較多，質(zhì)量大，它的電離本領(lǐng)強(qiáng)，穿越云室時(shí)，徑跡粗而直。 (2)粒子帶電量少，質(zhì)量小，電離本領(lǐng)較小，穿越云室時(shí)，徑跡細(xì)而彎曲。,精典示例,解析因?yàn)橛^察到威耳

6、遜云室中存在細(xì)長、彎曲的徑跡，可知是射線的徑跡，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；射線粒子的運(yùn)動是觀察不到的，觀察到的是酒精過飽和蒸汽在射線粒子運(yùn)動路徑上形成的霧滴，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案BD,針對訓(xùn)練1 下列說法中錯(cuò)誤的是(),A.威耳遜云室和蓋革米勒計(jì)數(shù)器都是利用了放射線使氣體電離的性質(zhì) B.蓋革米勒計(jì)數(shù)器除了用來計(jì)數(shù)，還能區(qū)分射線的種類 C.用威耳遜云室探測射線時(shí)，徑跡比較細(xì)且常常彎曲的是粒子的徑跡 D.根據(jù)氣泡室中粒子徑跡的照片上記錄的情況，可以分析粒子的帶電、動量、能量等情況 解析蓋革米勒計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類，因?yàn)椴煌纳渚€在蓋革米勒計(jì)數(shù)器中產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同。氣泡室探測射線

7、的原理與云室類似，根據(jù)粒子的徑跡照片，可以分析粒子的動量、能量和帶電情況，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 答案B,核反應(yīng)及核反應(yīng)方程,1.核反應(yīng)的條件 用粒子、質(zhì)子、中子，甚至用光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。 2.核反應(yīng)的規(guī)律 質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。,要點(diǎn)歸納,3.原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn),4.人工轉(zhuǎn)變與衰變的比較,(1)不同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理、化學(xué)條件的影響。 (2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒。,例2 完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程

8、。,精典示例,其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4)。,答案見解析,,書寫核反應(yīng)方程時(shí)要注意： (1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒； (2)中間用箭頭，不能寫成等號； (3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中，一般會發(fā)生質(zhì)量的變化。,針對訓(xùn)練2 在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子,答案D,1.放射性同位素的分類 (1)天然放射性同位素。 (2)人工放射性同位素。,放射性同位素及其應(yīng)用,要點(diǎn)歸納,2.放射性同位素的主要作用,(1)工業(yè)部門使用射線測厚度利用射線的穿透特性。 (2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)

9、菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等。 (3)做示蹤原子利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)。 (4)醫(yī)學(xué)上利用射線的高能量治療癌癥。,例3 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程。15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象。根據(jù)PET原理，回答下列問題： (1)寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式。 (2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是() A.利用它的射線 B.作為示蹤原子 C.參與人體的代謝過程 D.有氧呼吸 (3)PET中所選的放射

10、性同位素的半衰期應(yīng)。(填“長”、“短”或“長短均可”),精典示例,(2)將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對光子，從而被探測器探測到，所以它的用途是作為示蹤原子，選項(xiàng)B正確。 (3)根據(jù)同位素的用途，為了減小對人體的傷害，半衰期應(yīng)該短。,,(1)用射線來測量厚度，一般不選取射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ睿嗟氖沁x取射線，也有部分選取射線的。 (2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長食物保存期一般選取射線。 (3)使用射線時(shí)安全是第一位的。,針對訓(xùn)練3 關(guān)于人工制造的放射性同位素，下列說法錯(cuò)誤的是(),A.人工制造的放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的半衰期長很多 B.人工制造的放射性同位素的放射強(qiáng)度容易控制 C.人工制造的放射性同位素的射線能進(jìn)行金屬探傷 D.使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對人體、空氣、水源、用具的污染 解析人造放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；人工制造的放射性同位素的放射強(qiáng)度容易控制，故選項(xiàng)B正確；人工制造的放射性同位素的射線能進(jìn)行金屬探傷，故選項(xiàng)C正確；使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對人體、空氣、水源、用具的污染，故選項(xiàng)D正確，故選A。 答案A,