人教版選修35 第19章 第三節(jié) 探測射線的方法 第四節(jié) 放射性的應(yīng)用與防護 課件（55張）.ppt

第十九章 原子核 第三節(jié)探測射線的方法第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護 課前預(yù)習(xí) 探測射線的原理利用射線粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在 1 粒子使氣體或液體電離 以這些離子為核心 過飽和汽會產(chǎn)生 過熱液體會產(chǎn)生 2 使照相底片 3 使熒光物質(zhì)產(chǎn)生 探測射線的基本方法 云霧 氣泡 感光 熒光 1 威爾遜云室 1 結(jié)構(gòu)見教材 2 工作原理 粒子從室內(nèi)氣體中飛過 就會使沿途的氣體分子 產(chǎn)生離子 過飽和汽便以這些離子為核心凝成 于是顯示出射線的徑跡 根據(jù)徑跡的長短和粗細 可以知道粒子的 把云室放在磁場中 從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向 還可以知道粒子所帶電荷的 幾種常用的探測器 電離 一條霧滴 性質(zhì) 正負 2 氣泡室 1 原理 當(dāng)高能粒子穿過室內(nèi) 液體時 形成一串 而顯示粒子行跡 2 作用 可以分析粒子的帶電 動量 能量等情況 3 蓋革 米勒計數(shù)器 1 結(jié)構(gòu)見課本 過熱 氣泡 2 原理 當(dāng)某種射線粒子進入管內(nèi)時 它使管內(nèi)的氣體 產(chǎn)生的電子在電場中被加速 能量0越來越大 電子跟管中的氣體分子 時 又使氣體分子電離 產(chǎn)生 這樣 一個射線粒子進入管中后可以產(chǎn)生大量 這些電子到達陽極 陽離子到達陰極 在外電路中就產(chǎn)生一次脈沖放電 利用電子儀器可以把放電 記錄下來 3 特點 檢測射線十分方便 但只能用來 不能區(qū)分射線的種類 此外如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的間隔時間小于200 s g m計數(shù)器也不能區(qū)分它們 電離 碰撞 電子 電子 次數(shù) 計數(shù) 核反應(yīng) 轟擊下 質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù) 人工放射性同位素的應(yīng)用與防護 放射性 電離 靜電 貫穿 探傷 2 作示蹤原子 同位素具有相同的 性質(zhì) 可用放射性同位素代替非放射性同位素做 原子 4 放射性的污染和防護 1 放射性污染過量的放射會對 造成污染 對人類和自然界產(chǎn)生 作用 2 防護輻射防護的基本方法有 防護 距離 防護 要防止放射性物質(zhì)對 用具 的污染 要防止射線 地 照射人體 化學(xué) 示蹤 環(huán)境 破壞 時間 屏蔽 水源 空氣 工作場所 過多 長時間 c 解析 設(shè)x y z的電荷數(shù)分別為zx zy zz 質(zhì)量數(shù)分別為ax ay az 由前兩個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒 zx 3 2zy zy 7 zx 8 可得zy 2 質(zhì)量數(shù)守恒ax 7 2ay ay 14 ax 17 可得ay 4 由第三個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒2 4 zz 6 得zz 0 質(zhì)量數(shù)守恒4 9 az 12 az 1 即z是電荷數(shù)為零 質(zhì)量數(shù)為1的粒子 也就是中子 c正確 課內(nèi)探究 探究一探測射線的方法和儀器 1 威爾遜云室原理 實驗時先往云室里加入少量的酒精 使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣 然后使活塞迅速向下運動 室內(nèi)氣體由于迅速膨脹 溫度降低 酒精蒸氣達到過飽和狀態(tài) 這時讓射線粒子從室內(nèi)的氣體中飛過 使沿途的氣體分子電離 過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴 這些霧滴沿射線經(jīng)過的路線排列 于是就顯示出了射線的徑跡 可用照相機拍攝下其運動的徑跡進行觀察分析 2 氣泡室 1 原理 氣泡室的原理同云室的原理類似 所不同的是氣泡室里裝的是液體 控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強 使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點 當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強突然降低時 液體的沸點變低 使液體過熱 此時讓射線粒子射入室內(nèi) 粒子周圍就有氣泡形成 用照相機拍攝出徑跡照片 根據(jù)照片上記錄的情況 可以分析粒子的性質(zhì) 2 氣泡室和云室的比較 氣泡室的工作原理與云室相類似 云室內(nèi)裝有氣體 而氣泡室內(nèi)裝的是液體 相同之處在于都可以形成射線粒子的運動徑跡 通過研究徑跡 研究射線的性質(zhì) 3 蓋革 米勒計數(shù)器 1 原理 在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓 這個電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓 當(dāng)某種射線粒子進入管內(nèi)時 它使管內(nèi)的氣體電離 產(chǎn)生電子 這樣 一個射線粒子進入管中后可以產(chǎn)生大量電子 這些電子到達陽極 正離子到達陰極 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 2 優(yōu)缺點優(yōu)點 放大倍數(shù)很大 非常靈敏 用它檢測射線十分方便 缺點 a 不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同 只能用來計數(shù) 不能區(qū)分射線種類 b 如果同時有大量粒子或兩個粒子射來的時間間隔小于200 s 則計數(shù)器不能區(qū)分它們 特別提醒 1 探測原理方面 探測原理都是利用射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象 來顯示射線的存在 2 g m計數(shù)器區(qū)分粒子方面 g m計數(shù)器不能區(qū)分時間間隔小于200 s的兩個粒子 解題指導(dǎo) 認真閱讀教材 掌握探測三種射線的方法與實驗原理 解析 氣泡室探測射線原理與云室類似 不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過時產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡的 故a選項正確 由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場中的彎曲方向等 可分析射線的帶電 動量 能量等情況 故b選項不正確 蓋革 米勒計數(shù)器利用射線電離作用 產(chǎn)生電脈沖進而計數(shù) 所以c選項正確 由于對于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同 因此計數(shù)器只能用來計數(shù) 不能區(qū)分射線的種類 所以d選項錯誤 c 探究二原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反應(yīng)方程 1 充入氮氣前熒光屏上看不到閃光 充入氮氣后熒光屏上看到了閃光 說明了什么問題 2 原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變有什么相同規(guī)律 提示 1 產(chǎn)生了新粒子 2 質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒 動量守恒 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)的實質(zhì)用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開 而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變 2 相同點 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 反應(yīng)前后粒子總動量守恒 特別提醒 1 核反應(yīng)過程一般都是不可逆的 核反應(yīng)方程不能用等號連接 只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向 2 核反應(yīng)方程應(yīng)以實驗事實為基礎(chǔ) 不能憑空杜撰 解題指導(dǎo) 此題只要嚴格按照寫核反應(yīng)方程的原則進行 一般是不會出錯的 寫核反應(yīng)方程的原則是 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 因兩端僅僅是質(zhì)量數(shù)守恒 沒有體現(xiàn)質(zhì)量相等 也不能僅畫一橫線 因箭頭的方向還表示反應(yīng)進行的方向 3 能量守恒 但中學(xué)階段不作要求 4 核反應(yīng)必須是實驗?zāi)軌虬l(fā)生的 不能毫無根據(jù)地寫未經(jīng)實驗證實的核反應(yīng)方程 a 解析 根據(jù)電荷數(shù)守恒 質(zhì)量數(shù)守恒 知x的電荷數(shù)為1 質(zhì)量數(shù)為0 為正電子 y的電荷數(shù)為0 質(zhì)量數(shù)為1 為中子 z的電荷數(shù)為1 質(zhì)量數(shù)為1 為質(zhì)子 故a正確 b c d錯誤 探究三放射性的應(yīng)用及防護 提示 其實射線并不可怕 可怕的是無知 只要熟知各種射線的特點 就可以避開射線對我們的危害 如圖所示 從圖中你可能有所體會 1 放射性同位素及其應(yīng)用 1 放射性同位素的分類 天然放射性同位素 人工放射性同位素 2 人工放射性同位素的優(yōu)勢 放射強度容易控制 可制成各種所需的形狀 半衰期短 廢料易處理 3 放射性同位素的主要應(yīng)用 利用它的射線a 利用放出的 射線檢查金屬部件是否存在砂眼 裂痕等 即利用 射線進行探傷 b 利用放射線的貫穿本領(lǐng)與物質(zhì)的厚度和密度的關(guān)系 可用它來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中的液體的高度等 從而實現(xiàn)自動控制 c 利用放射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體 以除去化纖 紡織品上的靜電 d 用射線照射植物 引起植物的變異 也可以利用它殺菌 治病等 做示蹤原子把放射性同位素原子通過物理或化學(xué)反應(yīng)的方式摻到其他物質(zhì)中 然后用探測儀進行追蹤 這種使物質(zhì)帶有 放射性標(biāo)記 的放射性同位素原子就是示蹤原子 例如 a 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 探測農(nóng)作物在不同的季節(jié)對元素的需求 b 在工業(yè)上 檢查輸油管道上的漏油位置 c 在生物醫(yī)療上 可以檢查人體對某元素的吸收情況 也可以幫助確定腫瘤的部位和范圍 2 放射性的污染與防護 b 解題指導(dǎo) 掌握放射性同位素在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn) 生活中的應(yīng)用是解題關(guān)鍵 解析 放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同 但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料 無論植物吸收含放射性元素的肥料 還是無放射性肥料 植物生長是相同的 a錯誤 放射性同位素 含量易控制 衰變周期短 不會對環(huán)境造成永久污染