高中物理 第十九章 原子核 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护课堂导引素材 新人教版选修3-5.doc

3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护互动课堂疏导引导一、探知射线的方法1.威耳逊云室这种云室是英国物理学家威耳逊在1912年发明的.由于粒子的质量比较大，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，所以在云室中的径迹直而粗.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，而且常常弯曲.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，因此，液体过热，粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成.3.盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子.这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来.4.g-m计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便.但是不同的射线在g-m计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能用来区分射线的种类.二、同位素及放射性同位素具有相同的质子数但中子数不同的原子互为同位素.1934年，约里奥居里和伊丽芙居里夫妇在用粒子轰击铝箔时意外发现了放射性同位素.其衰变方程为：.三、放射性同位素的主要应用1.利用它的射线工业部门可以使用射线来测厚度，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚透过的射线越弱，因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制.烟雾报警器分为两个小室，一个是密闭的，另一个是开放的，与室内空气相通.放射源置于盒的中央，它会使两个小室中的空气电离，电离后的空气能够导电.相同的电压加在两个小室上，通过两个小室的电流相等.发生火灾时，烟雾进入开放的小室，辐射源使其中的离子浓度增加，导电能力变强，两个小室中的电流就失去平衡，继而触发警铃.在医疗上，常用以控制病变组织的扩大，治疗恶性肿瘤.利用射线照射种子，会使种子的基因发生变异，从而培育出新的优良品种.2.作示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的其他同位素相比，具有相同的质子数，核外电子数也相同，因此一种元素的各种同位素都有相同的化学性质，如果在某种元素里掺入一些放射性同位素，那么该元素无论经历什么变化，它的放射性同位素也经过同样的变化过程，而放射性同位素不断地放出射线，再用仪器探测这些射线，即可知道元素的行踪，这种用途的放射性元素叫示踪原子，放射性元素作示踪原子的应用也很多.在农业生产中，探测农作物在不同季节对元素的需求.在工业上，检查输油管道上的漏油位置.在医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围.活学巧用【例1】 放射性元素放出的射线，在电场中分成a、b、c三束，如图19-3-1所示，其中()图19-3-1a.c为氦核组成的粒子流b.b为比x射线波长更长的光子流c.b为比x射线波长更短的光子流d.a为高速电子组成的电子流思路解析：从三束粒子在电场中运动可以看出，a为粒子，b为光子，c为电子.光子的波长比x射线还短.答案：c【例2】 如图19-3-2所示，x为未知的放射源，l为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上l后，计数器的计数率大幅度减小，在l和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（）图19-3-2a.和的混合放射源b.纯放射源c.和的混合放射源d.纯放射源思路解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力.在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即粒子.在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有射线.因此，放射源可能是和的混合放射源.答案：c【例3】 关于同位素，以下说法中正确的是（）a.原子序数等于核内质子数与核外电子数之差b.原子序数等于核内质子数与中子数之差c.原子序数相同的元素，互为同位素d.核内质子数相同的元素，互为同位素思路解析：同位素指原子序数或质子数相同，故c、d正确.答案：cd【例4】 关于放射性同位素，以下说法正确的是（）a.放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样b.放射性同位素衰变可生成另一种新元素c.放射性同位素只能是天然衰变时产生，不能用人工方法制得d.以上说法均不对思路解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后生成新的原子核，选项a、b正确.答案：ab【例5】 关于同位素的下列说法中，正确的是（）a.一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同b.一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同c.同位素都具有放射性d.互称同位素的原子含有相同的质子数思路解析：质子数相同、中子数不同的原子互称同位素，由于它们的原子序数相同，因此在元素周期表中的位置相同.虽然核电荷数相同，但由于中子数不同，因此物理性质不同.一种元素的同位素不一定都具有放射性，具有放射性的同位素叫放射性同位素.故正确选项为a、d.答案：ad【例6】 放射性同位素被用作示踪原子,主要是因为（）a.放射性同位素具有相同的化学性质b.放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多c.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关d.放射性同位素容易制造思路解析：放射性同