(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(cè)射線(xiàn)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(cè)射線(xiàn)的方法 3.3.4放射性的應(yīng)用與防護(hù),一、探測(cè)射線(xiàn)的方法 1.探測(cè)方法 (1)組成射線(xiàn)的粒子會(huì)使氣體或液體電離,以這些離子為核心,會(huì)產(chǎn)生霧滴, 會(huì)產(chǎn)生氣泡。 (2)射線(xiàn)能使照相乳膠。 (3)射線(xiàn)能使產(chǎn)生熒光。,過(guò)飽和的蒸汽,過(guò)熱液體,感光,熒光物質(zhì),2.探測(cè)儀器,(1)威耳遜云室 原理:當(dāng)酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),粒子在云室內(nèi)氣體中飛過(guò),使沿途的電離,過(guò)飽和酒精蒸汽就會(huì)以這些離子為核心,于是顯示出射線(xiàn)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(guò)過(guò)熱液體時(shí),在它的周?chē)?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(cè)射線(xiàn)十分方便。 缺點(diǎn):只能用來(lái),不能區(qū)分。,產(chǎn)生氣泡,非常靈敏,計(jì)數(shù),射線(xiàn)的種類(lèi),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(xiàn)的種類(lèi)。() 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(xiàn)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(xiàn):利用射線(xiàn)的可以測(cè)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(cè)出原子到達(dá)的位置。 3.輻射與安全:人類(lèi)一直生活在放射性的環(huán)境中,過(guò)量的射線(xiàn)對(duì)人體組織__________。要防止放射性物質(zhì)對(duì)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(xiàn)照射種子,可以培育出優(yōu)良品種。() (2)用射線(xiàn)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(zhǎng)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(cè)射線(xiàn)的方法,(1)粒子顯示的徑跡直而清晰 因?yàn)榱W訋щ姾闪慷?,它的電離本領(lǐng)強(qiáng),穿越云室時(shí),在1 cm路程上能使104對(duì)氣體分子產(chǎn)生電離,過(guò)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(xiàn)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(guò)熱液體,粒子通過(guò)液體時(shí)在它的周?chē)袣馀菪纬?,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(guò)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(yáng)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(lái)。,例1 (多選)利用威耳遜云室探測(cè)射線(xiàn)時(shí)若觀(guān)察到細(xì)長(zhǎng)、彎曲的徑跡,則下列說(shuō)法正確的是(),A.可知有射線(xiàn)射入云室 B.可知有射線(xiàn)射入云室 C.觀(guān)察到的是射線(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng) D.觀(guān)察到的是射線(xiàn)粒子運(yùn)動(dòng)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^(guān)察到威耳

6、遜云室中存在細(xì)長(zhǎng)、彎曲的徑跡,可知是射線(xiàn)的徑跡,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;射線(xiàn)粒子的運(yùn)動(dòng)是觀(guān)察不到的,觀(guān)察到的是酒精過(guò)飽和蒸汽在射線(xiàn)粒子運(yùn)動(dòng)路徑上形成的霧滴,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 答案BD,針對(duì)訓(xùn)練1 下列說(shuō)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(xiàn)使氣體電離的性質(zhì) B.蓋革米勒計(jì)數(shù)器除了用來(lái)計(jì)數(shù),還能區(qū)分射線(xiàn)的種類(lèi) C.用威耳遜云室探測(cè)射線(xiàn)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(dòng)量、能量等情況 解析蓋革米勒計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù),不能區(qū)分射線(xiàn)的種類(lèi),因?yàn)椴煌纳渚€(xiàn)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(cè)射線(xiàn)

7、的原理與云室類(lèi)似,根據(jù)粒子的徑跡照片,可以分析粒子的動(dòng)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(guò)程一樣,在發(fā)生過(guò)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(jiàn)解析,,書(shū)寫(xiě)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(xiě)成等號(hào); (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(guò)程中,一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化。,針對(duì)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(lèi) (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(mén)使用射線(xiàn)測(cè)厚度利用射線(xiàn)的穿透特性。 (2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用射線(xiàn)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(zhǎng)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(xiàn)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(guò)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(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)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(wèn)題: (1)寫(xiě)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(xiàn) B.作為示蹤原子 C.參與人體的代謝過(guò)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(zhǎng)”、“短”或“長(zhǎng)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(duì)光子,從而被探測(cè)器探測(cè)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(duì)人體的傷害,半衰期應(yīng)該短。,,(1)用射線(xiàn)來(lái)測(cè)量厚度,一般不選取射線(xiàn)是因?yàn)槠浯┩改芰μ?,更多的是選取射線(xiàn),也有部分選取射線(xiàn)的。 (2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保存期一般選取射線(xiàn)。 (3)使用射線(xiàn)時(shí)安全是第一位的。,針對(duì)訓(xùn)練3 關(guān)于人工制造的放射性同位素,下列說(shuō)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(zhǎng)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(xiàn)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(duì)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(xiàn)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(duì)人體、空氣、水源、用具的污染,故選項(xiàng)D正確,故選A。 答案A,

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