山东省高中物理第十九章原子核第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护讲义（含解析）新人教版

《山东省高中物理第十九章原子核第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护讲义（含解析）新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护1．1912年英国物理学家威耳逊发明了威耳逊云室。2．射线可使气体或液体电离，使照相乳胶感光，使荧光物质产生荧光。3．原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。4．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。5．1928年由德国物理学家盖革与米勒研制成功了用于探测射线的盖革－米勒计数器。6．1934年，约里奥—居里夫妇发现了人工放射性同位素。7．放射性同位素有很多应用，如应用它的射线，或把它作为示踪原子；放射性同位素也有很多危害。过量的射线对人体组织有破坏作用，同时对水源、空气等也有污染。一、探测射线的方法1．探测方法(1)组成射

2、线的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，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(1)威耳逊云室①原理：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粒子径迹形状：α粒子的径迹直而粗β粒子的径迹比较细，而且常常弯曲γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是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①优点：

3、GM计数器非常灵敏，使用方便。②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。二、核反应和放射线的应用与防护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1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。卢瑟福发现质子的核反应方程：N＋He→O＋H。遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。2．人工放射性同位素(1)放射性同位素的定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。(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α粒子轰击的铝片中含有放射性磷P。(3)发现磷同位素的方程：He＋Al→P＋n。3．

4、放射性同位素的应用与防护(1)应用射线应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射种子培育优良品种等。(2)示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于示踪原子。(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。1．自主思考——判一判(1)云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的轨迹。(×)(2)盖革－米勒计数器既可以统计粒子的数量，也可以区分射线的种类。(×)(3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒。(√)(4)医学上利用射线进行放射治疗时，要控制好放射的剂量。(√)(5)

5、发现质子、发现中子和发现放射性同位素P的核反应均属于原子核的人工转变。(√)(6)同一种元素的放射性同位素具有相同的半衰期。(×)2．合作探究——议一议(1)如何利用云室区别射线的种类？提示：利用射线在云室中的径迹区别，直而粗的为α射线，细而长的为β射线。(2)衰变和原子核的人工转变有什么不同？提示：衰变是具有放射性的不稳定核自发进行的变化，原子核的人工转变是利用α粒子、质子、中子或γ光子轰击靶核发生的变化。所有的原子核都可能发生人工转变。(3)医学上做射线治疗用的放射性元素，使用一段时间后当射线强度降低到一定程度时就需要更换放射材料，原来的材料成为核废料，这些放射治疗选用的放

6、射性元素的半衰期应该很长还是较短？为什么？提示：应选用半衰期较短的。因为半衰期短的放射性废料容易处理。当然也不能选用太短的，否则就需要频繁更换放射原料了。探测射线的三种仪器1．威耳逊云室(1)原理：实验时先往云室里加入少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时让射线粒子从室内的气体中飞过，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，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹，可用照相机拍摄下其运动的径迹进行观察分析。(2)三种射线在云室中的径迹比较：①α粒子的质量

7、比较大，在气体中飞行时不易改变方向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。②β粒子的质量小，跟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，所以它在云室中的径迹比较细，而且速度减小后的轨迹常常弯曲。③γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。2．气泡室(1)原理：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，使液体过热，此时让射线粒