【新步步高】2015-2016学年高中物理第十九章原子核3、4探测射线的方法、放射性的应用与防护导学案

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.知道核反应及其遵从的规律,会正确书写核反应方程.3.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.4.知道放射性同位素的常见应用.

一、探测射线的方法 [问题设计]

肉眼看不见射线,但是射线中的粒子与其他物质作用时的现象,会显示射线的存在.你能举出一些例子吗?

答案 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. [要点提炼] 1.威耳逊云室

(1)原理:粒子在云室内的气体中飞过,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)粒子的径迹:α粒子的径迹直而清晰;高速β粒子的径迹又细又直,低速β粒子径迹又短又粗而且是弯曲的;γ粒子的电离本领很小,一般看不到它的径迹. 2.气泡室

气泡室装的是过热液体(如液态氢),粒子经过液体时就有气泡形成,显示粒子的径迹. 3.盖革—米勒计数器

当某种射线粒子进入管内时,它使管内的气体电离,产生的电子在电场中加速.电子跟管中的气体分子碰撞时,又使气体分子电离,产生电子……这样,一个粒子进入管中可以产生大量电子,这些电子到达阳极,正离子到达阴极,在电路中就产生一次脉冲放电,利用电子仪器可以把放电次数记录下来.

1

二、核反应与核反应方程

1.核反应定义:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.

2.核反应的实质:以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X),从而促使原子核发生变化,生成了新原子核(Y),并放出某一粒子. 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:

14

7N+2He→ 8O+1H

4171

(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程:

9

4Be+2He→ 6C+0n

4121

(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:

2713

Al+2He→15P+0n;15P→14Si++1e. 43013030 0

4.人工转变核反应与衰变的比较 (1)不同点

原子核的人工转变,是一种核反应,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,在发生的过程中质量数与电荷数都守恒;反应前后粒子总动量守恒. 三、放射性同位素

1.有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素. 2.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. 3.人工放射性同位素的优势:

(1)种类多.天然放射性同位素不过40多种,而人工放射性同位素已达1 000多种. (2)放射强度容易控制. (3)可制成各种所需的形状. (4)半衰期短,废料易处理. 4.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,从而培育出优良品种.

2

(2)农业上利用15P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况.

一、探测射线的方法

例1 利用威尔逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹,则下列说法正确的是( ) A.可知有α射线射入云室中 B.可知是γ射线射入云室中 C.观察到的是射线粒子的运动

D.观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴

解析 因为威尔逊云室中观察到的细而弯曲的径迹是β射线的径迹,A、B选项均错误;射线粒子的运动肉眼是观察不到的,观察

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