射線的種類及特性

1、射線的種類及特性伽馬射線伽馬射線，或 丫射線是原子衰變裂解時放出的射線之一。此種 電磁波波長很短，穿透力很強，又攜帶高能量，容易造成生物體細 胞內(nèi)的DNA斷裂進而引起細胞突變、造血功能缺失、癌癥等疾病。但是它可以殺死細胞，因此也可以作殺死癌細胞，以作醫(yī)療之 用。1900年由法國科學(xué)家 P.V.維拉德Paul Ulrich Villard發(fā)現(xiàn)， 將含鐳的氯化頻通過陰極射線，從照片記錄上看到輻射穿過0.2毫米的鉛箔，拉塞福稱這一貫穿力非常強的輻射為丫射線，是繼 a、B射線后發(fā)現(xiàn)的第三種原子核射線。1 . 丫射線 波長短于0.2埃的電磁波。由放射性同位素如60Co或137cs產(chǎn)生。是一種高能電磁波，

2、波長很短0.001-0.0001nm，穿透力強，射程遠，一次可照射很多材料，而且劑量比較均勻，危 險性大，必須屏蔽幾個 cm的鉛板或幾米厚的混凝土墻。2 . X射線 波長介于紫外線和 丫射線間的電磁輻射。 由德國物理 學(xué)家 W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱倫琴射線。是由 x光機產(chǎn)生 的高能電磁波。波長比 丫射線長，射程略近，穿透力不及丫射線。有危險，應(yīng)屏蔽幾毫米鉛板 。3 . B射線 由放射性同位素如 32P、35S等衰變時放出來帶 負電荷的粒子。在空氣中射程短，穿透力弱。在生物體內(nèi)的電離作用較丫射線、x射線強。B射線是高速運動的電子流0/-1e ,貫穿能力很強，電離作用弱，本來物理世界里

3、沒有左右之分的，但B射線卻有左右之分。在B衰變過程當中，放射性原子核通過發(fā)射電子和中微子轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核，產(chǎn)物中的電子就被稱為B粒子。在正 B衰變中，原子核內(nèi)一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€中子，同時釋放一個正電子， 在 負B衰變”中，原子核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子，同時釋放一個電子，即 B粒子。4 .中子 不帶電的粒子流。輻射源為核反應(yīng)堆、加速器或中子發(fā)生器，在原子核受到外來粒子的轟擊時產(chǎn)生核反應(yīng)，從原子核里釋放出來。中子按能量大小分為：快中子、慢中子和熱中子。中子電離密度大，常常引起大的突變。目前輻射育種中，應(yīng)用較多的是熱中子和快中子。5 .紫外光 或者紫外線，是一種穿透力很弱的非電離輻射。核 酸吸收一定

4、波長的紫外光能量后，呈激發(fā)態(tài)，使有機化合物加強活 動能力，從而引起變異?？捎脕硖幚砦⑸锖椭参锏幕ǚ哿?。6 .激光二十世紀六十年代發(fā)展起來的一種新光源。激光也是一種電磁波。波長較長，能量較低。由于它方向性好，僅0.1。左右偏差，單位面積上亮度高，單色性好，能使生物細胞發(fā)學(xué)習(xí)文檔僅供參考生共振吸收，導(dǎo)致原子、分子能態(tài)激發(fā)或原子、分子離子化，從而引起生物體內(nèi)部的變異。各種射線，由于電離密度不同，生物效應(yīng)是不同的，所引起的變異率也有差異。為了獲得較高的有利突變，必須選擇適當?shù)纳渚€，但由于射線來源、設(shè)備條件和安全等因素，目前最常用的是丫射線和x射線?？梢姽?，紅外線，紫外線等，是由源自外層電子引起。倫琴

5、射線由內(nèi)層電子引起。丫射線是由原子核引起。案例4射線的探測與防護一、教學(xué)內(nèi)容分析1、內(nèi)容與地位這部分知識屬于普通高中物理課程標準選修模塊“選修2-3”中的第五章第4節(jié)內(nèi)容，是本模塊二級主題“原子結(jié) 構(gòu)與核技術(shù)”中關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及放射性知識部分的最后一節(jié)。通過本節(jié)內(nèi)容的研習(xí)，讓學(xué)生對射線有更切身的感受，并知道射線防護知識，增強自我保護和環(huán)境保護的意識。此前的三節(jié)學(xué)習(xí)，學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)及原子核衰變規(guī)律如半衰期、放射性同位素的應(yīng)用等知識已有了解，同時也已接觸了相關(guān)的力、熱、電、磁等相關(guān)知識。但是，學(xué)生對探測射線學(xué)習(xí)文檔僅供參考的儀器及射線污染等切身體驗和感受不多，所以，在指導(dǎo)學(xué)生 研習(xí)這節(jié)內(nèi)容時，要充分

6、做好可能的實驗演示，假設(shè)確無條件 演示，也應(yīng)利用多媒體將相關(guān)儀器加以展示并講清其原理。讓 學(xué)生了解人類認識微觀世界的方法和體會科學(xué)與技術(shù)的緊密聯(lián) 系。2、教學(xué)目標1了解現(xiàn)代探測放射線的方法，開拓學(xué)生視野。同時讓 學(xué)生了解人類是怎樣認識微觀世界的。2知道簡單的放射性防護措施。增強自我防護與環(huán)境保 護意識。3、教學(xué)重點、難點重點：通過對現(xiàn)代幾種常用探測射線的方法，包括威耳孫 云室、氣泡室、計數(shù)器等儀器及其探測方法的原理、使用方法 等的簡要介紹，讓學(xué)生了解人類認識微觀世界的方法和途徑， 并體會科學(xué)與技術(shù)的緊密聯(lián)系。難點：實驗的成功演示及方法引申。二、教學(xué)案例設(shè)計一引入新課教師：通過前面的學(xué)習(xí)，我們知

7、道原子核發(fā)生衰變時會放 射出a、B、Y等射線，這些射線有著廣泛的用途。然而，這 學(xué)習(xí)文檔僅供參考些射線我們看不見也摸不著，當初科學(xué)家們是怎么發(fā)現(xiàn)并研究 這些射線的呢？另外，大家知道射線的廣泛用途的同時，可能 也知道這些射線也會產(chǎn)生嚴重污染，那么，我們又是如何對射 線進行防護呢？這就是我節(jié)課我們要研習(xí)的問題。二板書射線的探測與防護教師：我們可以觀察彈簧的形變，可以測量乒乓球的大小, 但是，我們用肉眼很難觀察玻璃瓶的受力形變，而用肉眼直接 觀察分子的大小和分子的運動，則更是不可能?？墒?，現(xiàn)在我 們大家對玻璃瓶的微小形變和分子大小及分子運動都有了相當 的了解。想想看，我們是如何做到這些的？學(xué)生1:我

8、們選用了扁圓形的玻璃瓶，并在瓶里裝滿紅色 的墨水，這樣就可以通過玻璃的微小形變造成玻璃瓶體積的較 大改變，而體積的改變又通過細管液面的升降直觀地反映出來。學(xué)生2:我們通過單分子油膜法實驗，感知分子的大小。學(xué)生3:我們借助于顯微鏡對布朗運動進行分析，間接得 知分子運動。教師：對！對一些微小量或無法用肉眼觀察的量，我們可 以用微小量放大法，也可以通過觀察它們產(chǎn)生的效應(yīng)來感知、 研究它們。在我們的學(xué)習(xí)、生活中，運用這種方法的還有很多， 讓我們一起再舉一些事例來。學(xué)生1:在高空飛行的飛機有時會留下蒸氣尾跡，因此， 我們看到高空蒸氣尾跡，哪怕既沒看到飛機也沒聽到飛機的聲 音，我們就能斷定飛機飛過。而飛行

9、表演，為了增加可見度， 更是有意讓表演的飛機噴出彩色的氣體。學(xué)生2:我們在觀察光的直進和光的反射和折射現(xiàn)象時， 在光的觀察區(qū)域噴煙或在水中灑些粉筆屑。學(xué)生3:我們用在油中懸浮的發(fā)屑在電場的分布來感知電 場本身的分布情況；我們用一系列小磁針在磁場的分布來感知 磁場本身的分布情況。教師：說得好！那么這些方法對我們探測射線，有哪些可 以借鑒？學(xué)生1:射線能使照相底片感光、我們可以通過底片的曝 光情況來探測射線。學(xué)生2:射線能使氣體電離，我們可以用驗電器或已充電 的電容器來探知是否有氣體電離，進而探測射線。學(xué)生3:射線能使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光，我們可以用涂有熒 光物質(zhì)的光屏的發(fā)光來探測射線。教師：學(xué)生2的

10、方法行得通嗎？學(xué)生：理論上可行，但是，操作上做不到。因為空氣里有 水汽，會導(dǎo)走電荷；另外，大氣里本身也存在一定量的電荷。學(xué)習(xí)文檔僅供參考教師：說得好。當初科學(xué)家們在探測射線問題上也是與今天的同學(xué)們一樣，根據(jù)射線的效應(yīng)，提出方案一實施方案一改 良方案。逐步找到了探測射線確實實可行的方法。下面我們就一起來看書學(xué)習(xí)4種常用的射線探測技術(shù)。學(xué)生看書、并交流討論，教師巡視、答疑教師：好！通過剛剛的看書與討論，相信大家都想親眼目 睹這些儀器及其探測射線的情形。下面我們就來做兩個演示。教師介紹并演示威爾遜云室實驗； 介紹蓋革計數(shù)器并由學(xué)生用它來檢測帶來的礦石、磁傳等材料的放射性情況。 教師：現(xiàn)在我們一起來完

11、成課本的演示實驗。在做實驗之前，哪位同學(xué)愿意就其中一個或幾個問題談?wù)勛约旱目捶ǎ繉W(xué)生1:計數(shù)器與計數(shù)管相連，開啟計數(shù)器電源后，揚聲 器應(yīng)當會發(fā)聲，因為我們的實驗室地面是大理石，水槽用磁傳 砌成。這些材料都有放射性。學(xué)生2:假設(shè)把放射源放在計數(shù)管附近， 揚聲器發(fā)出的“卡 嚓”聲的頻率更高，頻率越高說明放射源的放射性越強。假設(shè) 計數(shù)管逐漸離開放射源，射線的強度應(yīng)當逐漸變?nèi)?。學(xué)生3:假設(shè)在放射源與計數(shù)管間插入紙張或塑料片，射 線變?nèi)鮿t說明有a射線；假設(shè)插入金屬薄片后射線又變?nèi)?，則 說明有B射線；而丫射線則需幾厘米厚的鉛板才能擋住。學(xué)習(xí)文檔僅供參考教師：同學(xué)們分析的很好。下面我們就一起來演示分析。師生

12、共同演示實驗，分析現(xiàn)象，并引出本底輻射概念 教師：我們剛剛的演示，很好地說明了的例題。下面大家 來討論一下這個例題，并就此歸納出三種射線的穿透本領(lǐng)。學(xué)生閱讀討論例題，歸納交流，教師總結(jié)。教師：正是通過對射線的探測和研究，我們才開發(fā)了射線 應(yīng)用的廣闊領(lǐng)域。剛剛大家親手探知礦石、磁傳都有放射性， 有的放射性還很強。我們知道，這些射線卻給我們帶來了污染。 同學(xué)們知道的射線污染事件有哪些？學(xué)生1:美國1945年向日本廣島和長崎投擲兩枚原子彈， 當時就炸死約10萬人，在以后的50多年里因放射性污染又死 了許多平民。學(xué)生2: 1987年前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站的核泄露造成 許多人員傷亡。學(xué)生3:北京青年報

13、2001年9月6日報到小小“鑰匙 鏈”放倒13人事件。教師：那么，射線有哪些危害呢？我們又應(yīng)當如何防護？ 大家來一起閱讀課本。學(xué)生看書、并交流討論，教師巡視、答疑教師：過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)學(xué)習(xí)文檔僅供參考生破壞作用。20世紀人們就是在毫無防范的情況下研究放射性，一 些科學(xué)家如居里夫人因射線污染嚴重傷害了自身健康。為了防止有 害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施，如 核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄。剛剛實 驗用的放射源鐳實驗后要放回鉛管，我則要用熱水、肥皂洗手。通 過今天的學(xué)習(xí)，我希望大家對射線防護有新的認識。三小結(jié)教師：通過這一節(jié)

14、的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能不能對射線探測的方 法及常用的探測射線儀器進行比照分析？你能想出新的探測法 嗎？另外，為了防止射線對人體和環(huán)境造成污染，同學(xué)們通過 本節(jié)知道了哪些防護措施？三、案例評析這個教學(xué)案例的設(shè)計將要研習(xí)的內(nèi)容及其滲透的方法與學(xué)生的已有經(jīng)驗和已有知識有機地結(jié)合起來，增強了學(xué)生對探 測射線的方法學(xué)習(xí)的興趣，通過相關(guān)方法手段的比照，促進學(xué) 生的情感體驗，有利于學(xué)生形成正確的價值觀。從射線能使照相底片感光、使氣體電離、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生 熒光等三種現(xiàn)象來探知射線的存在其主導(dǎo)思想就是間接觀察，“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”，與力學(xué)中的微小形變放大、 熱學(xué)中的布朗 運動觀察及影視中常見的飛行表演及高空飛機飛過在機后留下學(xué)習(xí)文檔僅供參考的長長的“白煙”進行了有益的類比，進而引出四種常用的探 測射線儀器，這是本節(jié)課的關(guān)鍵。這樣講探測水到渠成，學(xué)生 思考既有具體事實為依托，又有理論分析，創(chuàng)新的余地。最后對射線的防護進行了介紹， 介紹人中引用第一代研究 射