2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三18.3《探測射線的方法》WORD教案1.doc
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2019-2020年新課標(biāo)人教版3-5選修三18.3《探測射線的方法》WORD教案1 新課標(biāo)要求 1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) (1)知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會用半衰期描述衰變速度,知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義。 (2)了解放射性同位素的應(yīng)用。知道射線的危害和防護(hù)。 例1 了解放射性在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。 例2 調(diào)查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性,了解相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。 (3)知道核力的性質(zhì)。能簡單解釋輕核與重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的原因。會根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒寫出核反應(yīng)方程。 (4)認(rèn)識原子核的結(jié)合能。知道裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)。關(guān)注受控聚變反應(yīng)研究的進(jìn)展。 (5)知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生條件。了解裂變反應(yīng)堆的工作原理。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型。知道核電站的工作模式。 (6)通過核能的利用,思考科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系。 例3 思考核能開發(fā)帶來的社會問題。 (7)初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理學(xué)的基礎(chǔ)知識。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2.活動建議: (1)通過查閱資料,了解常用的射線檢測方法。 (2)觀看有關(guān)核能利用的錄像片。 (3)舉辦有關(guān)核能利用的科普講座。 新課程學(xué)習(xí) 19.3 探測射線的方法 ★新課標(biāo)要求 (一)知識與技能 1.知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象. 2.知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測到. 3.了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原理. (二)過程與方法 1.能分析探測射線過程中的現(xiàn)象. 2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力 (三)情感、態(tài)度與價值觀 1.培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問題的品質(zhì). 2.從知識是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中,培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn) 3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力 ★教學(xué)重點(diǎn) 根據(jù)探測器探測到的現(xiàn)象分析、探知各種運(yùn)動粒子。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1.探測器的結(jié)構(gòu)與基本原理。 2.如何觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析粒子的帶電、動量、能量等特性,從而判斷是何種射線,區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。 ★教學(xué)用具: 1.掛圖,實(shí)驗(yàn)器材模型,課件等。 2.多媒體教學(xué)設(shè)備一套:可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。 ★課時安排 1 課時 ★教學(xué)過程 (一)引入新課 復(fù)習(xí)提問:前面我們學(xué)習(xí)了天然放射現(xiàn)象,知道了三種射線的本質(zhì). 請同學(xué)們回憶: α、β、γ射線的本質(zhì)是什么?各有那些特征? 學(xué)生回答:(略) 點(diǎn)評:通過學(xué)生回憶三種放射線的本質(zhì)以及三種粒子的基本特征,既用引導(dǎo)新課,也為后面分析探測器探測到的現(xiàn)象提供理論依據(jù)。 老師進(jìn)一步設(shè)問:放射線是看不見的,我們是如何探知放射線的存在的呢?這節(jié)課,我們來學(xué)習(xí)幾種常用的探測射線的方法. (二)進(jìn)行新課 教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材83頁的第一部分,思考并討論: 放射線雖然看不見,但我們根據(jù)什么來探知放射線的存在呢? 學(xué)生閱讀教材并討論后會回答:放射線雖然看不見,但我們可根據(jù)放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在. 學(xué)生回答上述問題后老師追加提問:這些現(xiàn)象主要有哪些呢? 學(xué)生會搶著回答: 這些現(xiàn)象主要有: 1.使氣體電離,這些離子可使過飽和汽產(chǎn)生云霧或使過熱液體產(chǎn)生氣泡; 2.使照相底片感光; 3.使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光. 點(diǎn)評:培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材、提取有用信息的能力。 下面我們學(xué)習(xí)三種核物理研究中常用的探測射線的方法. 1.威耳遜云室 教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“威耳遜云室”部分的內(nèi)容,并組織學(xué)生對課文內(nèi)容進(jìn)行討論. 提問:(1)構(gòu)造是什么? (2)基本原理是什么? (3)怎樣才能觀察到射線的徑跡? 引導(dǎo)學(xué)生回答問題(1),并進(jìn)行補(bǔ)充評價. 學(xué)生討論并選出代表回答問題1:威耳遜云室主要部分是一個圓筒狀容器,下部是一個可以上下移動的活塞,上蓋是透明的,可以通過它來觀察和拍攝粒子運(yùn)動的徑跡.室內(nèi)由光源通過旁邊的窗子照明.少量放射性物質(zhì)(放射源)放在室內(nèi)側(cè)壁附近(或放在室外,讓放射線從側(cè)壁的窗口射入) . 點(diǎn)評:培養(yǎng)學(xué)生在日常生活中多注意觀察的良好習(xí)慣。 教師:引導(dǎo)學(xué)生回答問題2,并注意結(jié)合以前學(xué)過的過飽和汽的知識,講清云室實(shí)驗(yàn)的基本原理. 學(xué)生討論后回答問題(2)時,可能回答仍不明確,不夠全面。此時,教師可多叫幾個同學(xué)加以補(bǔ)充,最后請同學(xué)們總結(jié)威耳遜云室的原理。再請學(xué)生代表問答。 教師:引導(dǎo)學(xué)生回答問題(3),并進(jìn)行補(bǔ)充評價. 學(xué)生總結(jié)回答問題(3):實(shí)驗(yàn)時,先往云室里加少量的酒精,使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣,然后使活塞迅速向下運(yùn)動,室內(nèi)氣體由于迅速膨脹,溫度降低,酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài).這時如果有射線粒子從室內(nèi)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. 點(diǎn)評:要讓學(xué)生知道,提出問題也是學(xué)習(xí)的一個重要組成部分。 教師:說明這種云室是英國物理學(xué)家威耳遜(1869~1959)在1912年發(fā)明的,故叫做威耳遜云室. 注意向?qū)W生強(qiáng)調(diào):在云室看到的只是成串的小液滴,它描述的是射線粒子運(yùn)動的徑跡,而不是射線本身. 老師演示課件、出示掛圖,引導(dǎo)學(xué)生觀察α、β射線在云室中的徑跡,比較兩種徑跡的特點(diǎn),并分析其原因. 學(xué)生分析并回答: α粒子的質(zhì)量比較大,在氣體中飛行不易改變方向,并且電離本領(lǐng)大,沿途產(chǎn)生的離子多,所以它在云室中的徑跡直而粗.β粒子的質(zhì)量小,跟氣體碰撞時容易改變方向,并且電離本領(lǐng)小,沿途產(chǎn)生的離子少,所以它在云室中的徑跡比較細(xì),且常常發(fā)生彎曲.γ粒子的電離本領(lǐng)更小,一般看不到它的徑跡. 老師點(diǎn)評: 我們根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì),可以知道粒子的性質(zhì).把云室放在磁場中,從帶電粒子運(yùn)動軌跡的彎曲方向,可以知道粒子所帶電荷的正負(fù);根據(jù)徑跡的曲率半徑的大小,還可以知道粒子的動量的大?。? 點(diǎn)評:培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識、已知結(jié)論正確類比推理和歸納得出新的結(jié)論的思維能力 【例1】在云室中,為什么α粒子顯示的徑跡直而粗、β粒子顯示的徑跡細(xì)而曲? 提示:因?yàn)棣亮W訋щ娏慷?,它的電離本領(lǐng)強(qiáng),穿越云室時,在1cm路程上能使氣體分子產(chǎn)生104對離子.過飽和酒精蒸汽凝結(jié)在這些離子上,形成很粗的徑跡.且由于α粒子質(zhì)量大,穿越云室時不易改變方向,所以顯示的徑跡很直。 β粒子帶電量少,電離本領(lǐng)較小,在1cm路程上僅產(chǎn)生幾百對離子,且β粒子質(zhì)量小,容易改變運(yùn)動狀態(tài),所以顯示的徑跡細(xì)而彎曲. 一位同學(xué)分析,其余同學(xué)補(bǔ)充、糾正。 點(diǎn)評:學(xué)生用自己的語言敘述,基本正確即可。 2.氣泡室 教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文,學(xué)習(xí)氣泡室的基本原理. 提問:比較氣泡室的原理同云室的原理。 學(xué)生討論并回答: 控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng),使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點(diǎn).當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)降低時,液體的沸點(diǎn)變低,因此液體過熱,在通過室內(nèi)射線粒子周圍就有氣泡形成.氣泡室在觀察比較稀少的碰撞事件時是有很大優(yōu)點(diǎn)的.液體中原子擠得很緊,可以發(fā)生比氣體中多得多的核碰撞,而我們將有比用云室好得多的機(jī)會來攝取所尋找的事件. 出示掛圖:教材中圖19.3-3為粒子經(jīng)過氣泡室時的徑跡照片,教師可向?qū)W生進(jìn)行簡單說明. 老師點(diǎn)評:人們根據(jù)照片上記錄的情況,可以分析出粒子的帶電、動量、能量等情況. 點(diǎn)評:培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用類比和比較的方法來分析未知的知識,從而得到新的認(rèn)識。 3.蓋革— 彌勒計(jì)數(shù)器 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“蓋革—彌勒計(jì)數(shù)器”部分的內(nèi)容,并組織學(xué)生對課文內(nèi)容進(jìn)行討論. 提問:(1)蓋革— 彌勒計(jì)數(shù)管的構(gòu)造如何? 學(xué)生回答問題(1): 管外面是一根玻璃管,里面是一個接在電源負(fù)極的導(dǎo)電圓筒,筒的中間有一條接正極的金屬絲.管中裝有低壓的惰性氣體(如氬、氖等,壓強(qiáng)約為10kPa~20kPa)和少量的酒精蒸氣或溴蒸氣.在金屬絲和圓筒兩極間加上一定的電壓(約1000V),這個電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓 點(diǎn)評:老師可以強(qiáng)調(diào),學(xué)生回答問題時,盡量用自己的語言回答。 (2)蓋革— 彌勒計(jì)數(shù)管的基本原理是什么? 學(xué)生回答問題(2): 蓋革管的原理是某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時,它使管內(nèi)的氣體電離,產(chǎn)生的電子在電場中被加速,能量越來越大,電子跟管中的氣體分子碰撞時,又使氣體分子電離,產(chǎn)生電子……這樣,一個射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子.這些電子到達(dá)陽極,陽離子到達(dá)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次數(shù)記錄下來. 點(diǎn)評:培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。認(rèn)真閱讀,是學(xué)習(xí)必不可少的。如果學(xué)生能夠回答(基本)正確,教師就沒有必要重復(fù)。 (3)G—M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)是什么? 在學(xué)生思考和討論的過程中,老師各個小組巡查,了解學(xué)生的掌握情況,并進(jìn)行個別答疑。 學(xué)生回答問題(3): ①G-M計(jì)數(shù)器放大倍數(shù)很大,非常靈敏,用它來檢測放射性是很方便的.②G-M計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù),而不能區(qū)分射線的種類.③G-M計(jì)數(shù)器不適合于極快速的計(jì)數(shù).④G-M計(jì)數(shù)器較適合于對β、γ粒子進(jìn)行計(jì)數(shù). 教師:另外,還有如閃爍計(jì)數(shù)器、乳膠照相、火花室和半導(dǎo)體探測器等探測器裝置,利用這些裝置能更精確地測定粒子的各種性質(zhì),感興趣的同學(xué)可以查找這方面的資料閱讀. 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,探測射線的手段不斷改進(jìn),近年來,由于探測儀器大都和電子計(jì)算機(jī)直接連接,實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)全過程電子計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理,已經(jīng)使實(shí)驗(yàn)方法高度自動化. 學(xué)生課后查閱有關(guān)資料,了解更精確的探測放射線的方法。 點(diǎn)評:拓寬學(xué)生的知識面,進(jìn)一步了解探測射線的方法還要很多。 (三)課堂小結(jié) 教師引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行總結(jié)。 學(xué)生總結(jié),討論。 (四)作業(yè):“問題與練習(xí)”1-3題。 ★教學(xué)體會 1.本節(jié)所介紹的三種儀器是核物理研究中最基本、最常用的實(shí)驗(yàn)儀器,通過對儀器原理的介紹,應(yīng)讓學(xué)生知道,研究原子核變化中的微觀現(xiàn)象,可以根據(jù)各種粒子產(chǎn)生的次級效應(yīng)來進(jìn)行觀察和判斷,進(jìn)而了解核物理中這種研究問題的方法.教學(xué)中要注意滲透這一點(diǎn). 2.教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合以前學(xué)過的知識來幫助學(xué)生理解.如結(jié)合過飽和汽的知識,講清云室的原理;結(jié)合電場的知識,講清射線粒子進(jìn)入蓋革管中產(chǎn)生大量電子的過程. 3.教學(xué)中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文內(nèi)容,組織學(xué)生對課文中的問題進(jìn)行討論,由學(xué)生自己解決一部分問題.教師可及時進(jìn)行評價和補(bǔ)充,對難點(diǎn)和重點(diǎn)部分給以解釋和強(qiáng)調(diào). 4.教學(xué)中盡可能地做好演示實(shí)驗(yàn),或者組織學(xué)生觀看圖片、實(shí)物、錄像或課件等. 5.教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的興趣,鼓勵學(xué)生閱讀相關(guān)書籍和資料.下面介紹一種科學(xué)研究中常用的探測射線的方法,供讀者參考. 乳膠照相 放射線能夠使照相底片感光.放射線中的粒子經(jīng)過照相底片上的乳膠時,使乳膠中的溴化銀分解,經(jīng)顯影后,就有一連串的黑點(diǎn)顯示出粒子的徑跡.這些徑跡可用顯微鏡來進(jìn)行觀察與測量,根據(jù)徑跡的長短和形狀,可以判斷入射粒子的性質(zhì)、種類和能量.乳膠的密度較大,粒子在乳膠中的射程約為空氣的千分之一,因此容易看到徑跡的全部.乳膠照相的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠連續(xù)地工作,能夠?qū)⑷肷淞W用總€時刻的徑跡都記錄下來.并且,它體積小、輕便,并能將粒子的徑跡永久地保存,常用于探測高能量粒子的性質(zhì).它的缺點(diǎn)是利用徑跡來測量粒子的能量不夠準(zhǔn)確.現(xiàn)在使用較多的是核乳膠片,與一般的照相乳膠片相比,前者含的溴化銀量多,顆粒細(xì),分布均勻,并且乳膠層通常很厚,大約是510-3到110-1厘米.因此也能用來分析斜向射來的粒子的徑跡.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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