3原子核3.3.3_3.3.4探测射线的方法放射性的应用与防护学案新人教版选修3_5.doc
《3原子核3.3.3_3.3.4探测射线的方法放射性的应用与防护学案新人教版选修3_5.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3原子核3.3.3_3.3.4探测射线的方法放射性的应用与防护学案新人教版选修3_5.doc(14页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、13.3.3 探测射线的方法3.3.4 放射性的应用与防护学习目标 核心提炼1.知道射线粒子使气体或者液体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光。2.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。3.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。4.知道核反应及其遵循的规律。5.了解放射性在生产和科学领域的应用,知道射线的危害及防护。3 个方法云室 气泡室 盖革米勒计数器1 个概念放射性同位素一、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电离,以这些离子为核心,过饱和的蒸汽会产生雾滴,过热液体会产生气泡。(2)射线能使照相乳胶感光。(3)射线能使荧光物质产生荧光。2.探测仪器(
2、1)威耳逊云室原理:当酒精蒸汽达到过饱和状态,粒子在云室内气体中飞过,使沿途的气体分子电离,过饱和酒精蒸汽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(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)盖革米勒计数器优点:GM 计数器非常灵敏,用它检测射线十分方便。缺点:只能用来计数,不能区分射线的种类。思考判断(1)威尔逊云室可以显示 粒子和 粒子的径迹。( )(2)高速 粒子在威尔逊云室中的径迹又短又粗而且是弯曲的。( )(3)GM 计数器非常灵敏,不仅可以计数,还可以区分射线的种类。( )答案 (1) (2) (3)二、核
3、反应和人工放射性同位素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:卢瑟福用 粒子轰击氮原子核,核反应方程N He O H。147 42 178 1(3)遵循规律:质量数守恒,电荷数守恒。2.人工放射性同位素(1)放射性同位素:具有放射性的同位素。(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 粒子轰击的铝片中含有放射性磷 P。3015发现磷同位素的方程 He Al P n。42 2713 3015 103.放射性同位素优点(1)资源丰富,应用广泛。(2)放射强度容易控制,可以制成各种所需的形状,废料容易处理。3(3)现在凡是用到射
4、线时,用的都是人工放射性同位素,而不用天然放射性物质。思考判断(1)在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒。( )(2)放射性同位素 P,既可以通过核反应人工获得,也可以从自然界中获得。( )3015(3)现在用到射线时,既可以用人工放射性同位素,也可以用天然放射性物质。( )答案 (1) (2) (3)三、放射性同位素的应用与防护1.应用射线:利用 射线的穿透本领可以测厚度等,还可以用于放射治疗、照射种子培育优良品种等。2.示踪原子:一种元素的各种同位素具有相同的化学性质,用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。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
5、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。思考判断(1)利用 射线照射种子,可以培育出优良品种。( )(2)用 射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌,抑制蔬菜发芽,延长保存期。( )(3)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用。( )答案 (1) (2) (3)探测射线的方法要点归纳1.威尔逊云室(1) 粒子显示的径迹直而清晰因为 粒子带电荷量多,它的电离本领强,穿越云室时,在 1 cm 路程上能使 104对气体分子产生电离,过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上,形成很清晰的径迹。且由于 粒子质量大,穿越云室时不易改变方向,所以显示的径迹很直。(2) 粒子显示的径迹 粒子的质量小,跟
6、气体碰撞时容易改变方向,并且电离本领小,沿途产生的离子少,所以高速 粒子的径迹又细又直,低速 粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的。(3) 射线的电离本领很小,在云室中一般看不到它的径迹。2.气泡室气泡室装的是过热液体,粒子通过液体时在它的周围有气泡形成,显示粒子的径迹。3.盖革米勒计数器当某种粒子经过管中时,管内气体分子电离,产生电子,这些电子到达阳极,正离子到达4阴极,在外电路中产生一次脉冲放电,利用电子仪器可以把放电次数记录下来。精典示例例 1 (多选)利用威耳逊云室探测射线时若观察到细长、弯曲的径迹,则下列说法正确的是( )A.可知有 射线射入云室B.可知有 射线射入云室C.观察到的是射线粒
7、子的运动D.观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴审题指导 解答本题时应注意以下两点:(1) 粒子带电量较多,质量大,它的电离本领强,穿越云室时,径迹粗而直。(2) 粒子带电量少,质量小,电离本领较小,穿越云室时,径迹细而弯曲。解析 因为观察到威耳逊云室中存在细长、弯曲的径迹,可知是 射线的径迹,选项 A 错误,B 正确;射线粒子的运动是观察不到的,观察到的是酒精过饱和蒸汽在射线粒子运动路径上形成的雾滴,选项 C 错误,D 正确。答案 BD针对训练 1 下列说法中错误的是( )A.威耳逊云室和盖革米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质B.盖革米勒计数器除了用来计数,还能区分射线的种类C.用
8、威耳逊云室探测射线时,径迹比较细且常常弯曲的是 粒子的径迹D.根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况,可以分析粒子的带电、动量、能量等情况解析 盖革米勒计数器只能用来计数,不能区分射线的种类,因为不同的射线在盖革米勒计数器中产生的脉冲现象相同。气泡室探测射线的原理与云室类似,根据粒子的径迹照片,可以分析粒子的动量、能量和带电情况,选项 B 错误。答案 B核反应及核反应方程要点归纳1.核反应的条件用 粒子、质子、中子,甚至用 光子轰击原子核使原子核发生转变。2.核反应的规律质量数守恒,电荷数守恒。3.原子核人工转变的三大发现(1)1919 年卢瑟福发现质子的核反应方程N He O H147 42
9、 178 1(2)1932 年查德威克发现中子的核反应方程5Be He C n94 42 126 10(3)1934 年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程Al He P n; P Si e2713 42 3015 10 3015 3014 0 14.人工转变与衰变的比较(1)不同点:人工转变是其他粒子与原子核相碰撞的结果,需要一定的装置和条件才能发生;而衰变是原子核的自发变化,它不受物理、化学条件的影响。(2)相同点:人工转变与衰变过程一样,在发生过程中质量数与电荷数都守恒。精典示例例 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)
10、 7N n 6C_14 10 14(2) 7N He 8O_14 42 17(3) 5B n_ He10 10 42(4) Be He_ n94 42 10(5) Fe H Co_562 21 572解析 (1) 7N n 6C H14 10 14 1(2) 7N He 8O H14 42 17 1(3) 5B n Li He10 10 73 42(4) Be He 6C n94 42 12 10(5) Fe H Co n562 21 572 10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时要注意:(1)质量数守恒和电荷数守恒;(2)中间用箭头,
11、不能写成等号;(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化。 针对训练 2 在下列四个核反应方程中,X 1、X 2、X 3和 X4各代表某种粒子 HX 1 He n31 42 10 N He OX 2147 42 178 Be He CX 394 42 126 Mg He AlX 42412 42 2713则下列判断中正确的是( )A.X1是质子 B.X2是中子6C.X3是电子 D.X4是质子解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒知,X 1为 H,选项 A 错误;X 2为 H,选项 B 错误;21 1X3为 n,选项 C 错误;X 4为 H,选项 D 正确。1
12、0 1答案 D放射性同位素及其应用要点归纳1.放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素。(2)人工放射性同位素。2.放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度利用 射线的穿透特性。(2)农业应用 射线使种子的遗传基因发生变异,杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等。(3)做示踪原子利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。(4)医学上利用 射线的高能量治疗癌症。精典示例例 3 正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是:将放射性同位素 15O 注入人体,参与人体的代谢过程。 15O 在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经
13、计算机处理后产生清晰的图象。根据 PET 原理,回答下列问题:(1)写出 15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式。(2)将放射性同位素 15O 注入人体, 15O 的主要用途是( )A.利用它的射线 B.作为示踪原子C.参与人体的代谢过程 D.有氧呼吸(3)PET 中所选的放射性同位素的半衰期应_。(填“长” 、 “短”或“长短均可”)解析 (1)由题意得 O N e, e e 2。158 157 0 1 0 1 0 1(2)将放射性同位素 15O 注入人体后,由于它能放出正电子,并能与人体内的负电子产生一对光子,从而被探测器探测到,所以它的用途是作为示踪原子,选项 B 正确。(3)根据同位素的
14、用途,为了减小对人体的伤害,半衰期应该短。答案 (1) O N e, e e 2 (2)B (3)短158 157 0 1 0 1 0 1(1)用射线来测量厚度,一般不选取 射线是因为其穿透能力太差,更多的是选取 射线,也有部分选取 射线的。(2)给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保存期一般选取 射线。7(3)使用射线时安全是第一位的。 针对训练 3 关于人工制造的放射性同位素,下列说法错误的是( )A.人工制造的放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多B.人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制C.人工制造的放射性同位素的 射线能进行金属探伤D.使用人工制造的放射性同位素也要遵
15、守操作规程,防止对人体、空气、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质短,故选项 A 错误;人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制,故选项 B 正确;人工制造的放射性同位素的 射线能进行金属探伤,故选项 C 正确;使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作规程,防止对人体、空气、水源、用具的污染,故选项 D 正确,故选 A。答案 A1.用 粒子照射充氮的云室,摄得如图 1 所示的照片,下列说法正确的是( )图 1A.A 是 粒子的径迹, B 是质子的径迹, C 是新核的径迹B.B 是 粒子的径迹, A 是质子的径迹, C 是新核的径迹C.C 是 粒子的径迹, A 是质子的径
16、迹, B 是新核的径迹D.B 是 粒子的径迹, C 是质子的径迹, A 是新核的径迹解析 粒子的径迹是沿入射方向的。生成的新核径迹的特点是粗而短,根据以上特点可判断选项 D 正确。答案 D2.(多选)在粒子物理的研究中,可以让粒子通过叫“云室” “气泡室”的装置,以显示它们的径迹,如图 2 所示的是在液氢气泡室中拍摄到的带电粒子的径迹,气泡室中加有匀强磁场。关于粒子的径迹是一对紧绕的螺旋线的说法正确的是( )图 2A.进入气泡室的是一对带相反电荷的粒子,在同一个磁场中它们所受的洛伦兹力方向相反B.进入气泡室的粒子的比荷一定不同8C.粒子的径迹是螺旋线,是因为粒子在运动过程中能量减少D.粒子的径
17、迹是螺旋线,是因为粒子的带电荷量越来越少解析 根据粒子进入气泡室后沿相反的方向运动,说明粒子所受的洛伦兹力方向相反,粒子带相反电性的电荷,选项 A 正确;由 R 知, R 不同,因为速度 v 的大小关系不确定,mvqB的大小关系也不确定,即 可能相同,选项 B 错误;因为粒子在运动过程中电荷量不变,mq mq但要受到阻力作用,能量减少,速度减小,故半径减小,所以粒子的径迹是螺旋线,选项C 正确,D 错误。答案 AC3.用中子轰击氧原子核的核反应方程为 8O n N X,对式中 X、 a、 b 的判断正确的16 10 a7 0b是( )A.X 代表中子, a17, b1 B.X 代表电子, a1
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 原子核 333 _334 探测 射线 方法 放射性 应用 防护 新人 选修 _5DOC
