高中物理第4章从原子核到夸克4.3让射线造福人类教师用书沪科版选修

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1、4.3　让射线造福人类学习目标知识脉络1.了解放射性粒子与其他物质作用时产生的一些现象.2.知道什么是核反应，会写出人工转变方程.(重点、难点)3.了解探测射线的仪器和方法.(重点)4.知道什么是放射性同位素.(重点)5.了解放射性在生产和科学领域的应用，知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射性物质的措施，建立防范意识.(重点)人工放射性元素的发现　探测射线的仪器和方法[先填空]1.人工放射性元素的发现(1)人工放射性的发现约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，意外地探测到了正电子.停止轰击后，仍能测到正电子，物质放射正电子的性能也随时间衰减，有一定的半衰期.

2、(2)核反应方程He＋Al→P＋nP→Si＋eP有放射性，衰变时放出正电子.2.探测射线的仪器和方法(1)计数器计数器结构示意图图431计数器的主要部分是计数管，结构如图431所示.外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的导电圆筒，中间有一根接电源正极的钨丝，里面充入低压惰性气体，工作时在两极间加上的电压略低于管内气体的击穿电压.当射线进入管内时，会使气体电离，产生的电子和正离子在强电场中加速，再与气体分子碰撞.又使气体电离，产生电子……这样，一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一个脉冲电流，电子仪器把这次脉冲记录下来.(2)

3、云室：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.(3)乳胶照相利用高速运动的带电粒子能使照相底片感光的特性，可以直接用照相胶片来得到粒子的径迹.[再判断]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.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.(√)[后思考]在云室中如何判断放射线的性质和带电的正负？【提示】　根据放射线在云室中径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质，把云室放在磁场中，根据带电粒子运动径迹的弯曲方向，还可以知

4、道粒子所带电荷的正负.[核心点击]1.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：N＋He→O＋H(2)1932年查德威克发现中子的核反应：Be＋He→C＋n(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：Al＋He→P＋n；P→Si＋e.2.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，它不受物理和化学条件的影响.(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，反应前后粒子总动量守恒.3.三种射线在云室中

5、的径迹比较(1)α粒子的质量比较大，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.(2)β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.(3)γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹.4.不同探测方法的对比云室是依据径迹探测射线的性质和种类，而计数器只能计数，不能区分射线的种类.1.在云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是(　　)A.由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B.γ射线的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹C.由

6、于β粒子的速度大，其径迹细而且长D.由于α粒子的速度小，不易显示其径迹E.由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗【解析】　在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞行时不易改变方向，所以径迹直而粗，故只有B、C、E正确.【答案】　BCE2.利用云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则可知是________射线射入云室中，观察到的是射线粒子在运动路径上的________.【解析】　α射线质量较大，在气体中飞行时不易改变方向，在云室中的径迹直而粗，β射线质量较小，在云室中的径迹细而弯曲，因此观察到云室中细长而弯曲的径迹是β射线的径迹，射

7、线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴.【答案】　β　酒精雾滴3.用计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则该放射性元素的半衰期是________天，放出的射线是________射线.【解析】　因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的α射线；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强