第十九章,原子核,第三節(jié)探測射線的方法 第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù),學(xué) 習(xí) 目 標(biāo),知 識(shí) 導(dǎo) 圖,課 前 預(yù) 習(xí),探測射線的原理 利用射線粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象來探知放射線的存在。 (1)粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和汽會(huì)產(chǎn)生_，過熱液體會(huì)產(chǎn)生_。 (2)使照相底片_。 (3)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生_。,知識(shí)點(diǎn) 1,探測射線的基本方法,云霧,氣泡,感光,熒光,1威爾遜云室 (1)結(jié)構(gòu)見教材。 (2)工作原理：粒子從室內(nèi)氣體中飛過，就會(huì)使沿途的氣體分子_產(chǎn)生離子，過飽和汽便以這些離子為核心凝成_，于是顯示出射線的徑跡。 根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì)，可以知道粒子的_；把云室放在磁場中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的_。,知識(shí)點(diǎn) 2,幾種常用的探測器,電離,一條霧滴,性質(zhì),正負(fù),2氣泡室 (1)原理：當(dāng)高能粒子穿過室內(nèi)_液體時(shí)，形成一串_而顯示粒子行跡。 (2)作用：可以分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況。,過熱,氣泡,3蓋革米勒計(jì)數(shù)器 (1)結(jié)構(gòu)見課本 (2)原理： 當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體_，產(chǎn)生的電子在電場中被加速，能量0越來越大，電子跟管中的氣體分子_時(shí)，又使氣體分子電離，產(chǎn)生_這樣，一個(gè)射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量_。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_記錄下來。 (3)特點(diǎn)：檢測射線十分方便，但只能用來_，不能區(qū)分射線的種類。此外如果同時(shí)有大量粒子或兩個(gè)粒子射來的間隔時(shí)間小于200s GM計(jì)數(shù)器也不能區(qū)分它們。,電離,碰撞,電子,電子,次數(shù),計(jì)數(shù),知識(shí)點(diǎn) 3,核反應(yīng),轟擊下,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),知識(shí)點(diǎn) 4,人工放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù),放射性,3放射性同位素的應(yīng)用 (1)利用射線：利用射線具有很強(qiáng)的_作用，消除有害_；利用射線很強(qiáng)的_本領(lǐng)，工業(yè)用來_。 (2)作示蹤原子：同位素具有相同的_性質(zhì)，可用放射性同位素代替非放射性同位素做_原子。,電離,靜電,貫穿,探傷,化學(xué),示蹤,4放射性的污染和防護(hù) (1)放射性污染 過量的放射會(huì)對(duì)_造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生_作用。 (2)防護(hù) 輻射防護(hù)的基本方法有_防護(hù)、距離、_防護(hù)。要防止放射性物質(zhì)對(duì)_、_、用具、_的污染，要防止射線_地_照射人體。,環(huán)境,破壞,時(shí)間,屏蔽,水源,空氣,工作場所,過多,長時(shí)間,判一判 (1)威爾遜云室可以顯示粒子和粒子的徑跡。() (2)GM計(jì)數(shù)器非常靈敏，不僅可以計(jì)數(shù)，還可以區(qū)分射線的種類。() (3)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。() (4)放射性同位素P，即可以通過核反應(yīng)人工獲得，也可以從自然界中獲得。() (5)利用射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。() (6)任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用。(), ,解析：設(shè)x、y、z的電荷數(shù)分別為Zx、Zy、Zz，質(zhì)量數(shù)分別為Ax、Ay、Az。由前兩個(gè)核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒，Zx32Zy，Zy7Zx8，可得Zy2；質(zhì)量數(shù)守恒Ax72Ay，Ay14Ax17，可得Ay4；由第三個(gè)核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒24Zz6，得Zz0，質(zhì)量數(shù)守恒49Az12，Az1。即z是電荷數(shù)為零，質(zhì)量數(shù)為1的粒子，也就是中子，C正確。,C,想一想 放射性同位素的放射強(qiáng)度易于控制，它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用。,(1)能用射線來測量金屬板的厚度嗎？ (2)射線照射食品延長保存期的原理是什么？ 提示：(1)不能 (2)用射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期。,課 內(nèi) 探 究,右圖為粒子和粒子在威爾遜云室中的徑跡示意圖。 (1)如何根據(jù)徑跡的情況，分析判斷粒子的性質(zhì)？ (2)如何判斷粒子所帶電荷的正負(fù)？,探究一探測射線的方法和儀器,提示：(1)粒子質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向，軌跡為直線；粒子質(zhì)量小，原氣體碰撞易改變方向，故軌跡常常彎曲。 (2)根據(jù)軌跡的彎曲方向來判斷帶電的性質(zhì)。,1威爾遜云室 原理：實(shí)驗(yàn)時(shí)先往云室里加入少量的酒精，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(dòng)，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(shí)讓射線粒子從室內(nèi)的氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會(huì)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，可用照相機(jī)拍攝下其運(yùn)動(dòng)的徑跡進(jìn)行觀察分析。,2氣泡室 (1)原理：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，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)突然降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，使液體過熱，此時(shí)讓射線粒子射入室內(nèi)，粒子周圍就有氣泡形成。用照相機(jī)拍攝出徑跡照片，根據(jù)照片上記錄的情況，可以分析粒子的性質(zhì)。 (2)氣泡室和云室的比較：氣泡室的工作原理與云室相類似，云室內(nèi)裝有氣體，而氣泡室內(nèi)裝的是液體。相同之處在于都可以形成射線粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡，通過研究徑跡，研究射線的性質(zhì)。,3蓋革米勒計(jì)數(shù)器 (1)原理：在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓，這個(gè)電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓，當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生電子這樣，一個(gè)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，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。 (2)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它檢測射線十分方便。 缺點(diǎn)：a.不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線種類。b.如果同時(shí)有大量粒子或兩個(gè)粒子射來的時(shí)間間隔小于200s，則計(jì)數(shù)器不能區(qū)分它們。,特別提醒：(1)探測原理方面：探測原理都是利用射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，來顯示射線的存在。 (2)GM計(jì)數(shù)器區(qū)分粒子方面：GM計(jì)數(shù)器不能區(qū)分時(shí)間間隔小于200s的兩個(gè)粒子。,(多選)下列關(guān)于放射線的探測說法正確的是() A氣泡室探測射線的原理與云室探測射線的原理類似 B由氣泡室內(nèi)射線徑跡不能分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況 C蓋革米勒計(jì)數(shù)器探測射線的原理中也利用射線的電離本領(lǐng) D蓋革米勒計(jì)數(shù)器不僅能計(jì)數(shù)，還能用來分析射線的性質(zhì) 解題指導(dǎo)：認(rèn)真閱讀教材，掌握探測三種射線的方法與實(shí)驗(yàn)原理。,典例 1,AC,解析：氣泡室探測射線原理與云室類似，不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡的，故A選項(xiàng)正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場中的彎曲方向等，可分析射線的帶電、動(dòng)量、能量等情況，故B選項(xiàng)不正確；蓋革米勒計(jì)數(shù)器利用射線電離作用，產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計(jì)數(shù)，所以C選項(xiàng)正確；由于對(duì)于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1現(xiàn)代建筑使用的花崗巖石材和家庭裝修使用的花崗巖板材中也存在不同程度的放射性，某同學(xué)要測定附近建筑材料廠生產(chǎn)的花崗巖板材的放射性輻射是否超標(biāo)，他選用哪種儀器較好() A威耳遜云室B氣泡室 C蓋革米勒計(jì)數(shù)器D以上三種效果都很好 解析：花崗巖板材的放射性都比較弱，用云室、氣泡室很難測出，而計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它檢測射線十分方便。,C,如圖所示為粒子轟擊氮原子核示意圖。,探究二原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反應(yīng)方程,(1)充入氮?dú)馇盁晒馄辽峡床坏介W光，充入氮?dú)夂鬅晒馄辽峡吹搅碎W光，說明了什么問題？ (2)原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變有什么相同規(guī)律？ 提示：(1)產(chǎn)生了新粒子 (2)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，動(dòng)量守恒,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)的實(shí)質(zhì) 用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變。,4人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較 (1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，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)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒。,特別提醒：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。 (2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰。,典例 2,解題指導(dǎo)：此題只要嚴(yán)格按照寫核反應(yīng)方程的原則進(jìn)行，一般是不會(huì)出錯(cuò)的，寫核反應(yīng)方程的原則是：(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號(hào)。因兩端僅僅是質(zhì)量數(shù)守恒，沒有體現(xiàn)質(zhì)量相等；也不能僅畫一橫線，因箭頭的方向還表示反應(yīng)進(jìn)行的方向；(3)能量守恒，但中學(xué)階段不作要求；(4)核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)生的，不能毫無根據(jù)地寫未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的核反應(yīng)方程。,A,解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知X的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為0，為正電子，Y的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，為中子，Z的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，為質(zhì)子，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。,射線在人們心里是一個(gè)惡魔，談核色變，怎樣進(jìn)行有效的防護(hù)呢？,探究三放射性的應(yīng)用及防護(hù),提示：其實(shí)射線并不可怕，可怕的是無知，只要熟知各種射線的特點(diǎn)，就可以避開射線對(duì)我們的危害，如圖所示，從圖中你可能有所體會(huì)。,1放射性同位素及其應(yīng)用 (1)放射性同位素的分類 天然放射性同位素 人工放射性同位素 (2)人工放射性同位素的優(yōu)勢(shì) 放射強(qiáng)度容易控制 可制成各種所需的形狀 半衰期短，廢料易處理,(3)放射性同位素的主要應(yīng)用 利用它的射線 a利用放出的射線檢查金屬部件是否存在砂眼、裂痕等，即利用射線進(jìn)行探傷。 b利用放射線的貫穿本領(lǐng)與物質(zhì)的厚度和密度的關(guān)系，可用它來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中的液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 c利用放射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以除去化纖、紡織品上的靜電。 d用射線照射植物，引起植物的變異，也可以利用它殺菌、治病等。,做示蹤原子 把放射性同位素原子通過物理或化學(xué)反應(yīng)的方式摻到其他物質(zhì)中，然后用探測儀進(jìn)行追蹤，這種使物質(zhì)帶有“放射性標(biāo)記”的放射性同位素原子就是示蹤原子。例如： a在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，探測農(nóng)作物在不同的季節(jié)對(duì)元素的需求。 b在工業(yè)上，檢查輸油管道上的漏油位置。 c在生物醫(yī)療上，可以檢查人體對(duì)某元素的吸收情況，也可以幫助確定腫瘤的部位和范圍。,2放射性的污染與防護(hù),下列說法正確的是() A給農(nóng)作物施肥時(shí)，在肥料里放一些放射性同位素，是因?yàn)檗r(nóng)作物吸收放射性同位素后生長更好 B輸油管道漏油時(shí)，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y其射線，確定漏油位置 C天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃算 D放射性元素被植物吸收，其放射性將發(fā)生改變,典例 3,B,解題指導(dǎo)：掌握放射性同位素在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中的應(yīng)用是解題關(guān)鍵。 解析：放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸收含有哪種元素的肥料。無論植物吸收含放射性元素的肥料，還是無放射性肥料，植物生長是相同的，A錯(cuò)誤；放射性同位素，含量易控制，衰變周期短，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成永久污染，而天然放射性元素，劑量不易控制、衰變周期長，會(huì)污染環(huán)境，所以不用天然放射元素，C錯(cuò)誤；放射性是原子核的本身性質(zhì)，與元素的狀態(tài)、組成等無關(guān)，D錯(cuò)誤。放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(山東省高密市20172018學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢)放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)用，不同的放射源可用于不同目的。下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線。,某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻，可利用的元素是() A釙210 B氡222 C鍶90 D鈾238 解析：要測定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜，因此射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，射線穿透作用最強(qiáng)，薄膜厚度不會(huì)影響射線穿透，所以只能選用射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長，所以只有鍶90較合適。,C,素 養(yǎng) 提 升,放射線在云室中的徑跡,英國物理學(xué)家布拉凱特在充氮的云室中做粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)。在如圖所示的云室照片中，正確的是(),案 例,B,