人教版物理选修3-5课件第19章第四节.ppt

第四节放射性的应用与防护 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第四节 课标定位学习目标 1 知道探测射线的方法 2 掌握核反应的概念和原子核的人工转变 3 知道放射性同位素 了解放射性的应用和防护 重点难点 1 原子核的人工转变 2 放射性同位素的特点和应用 课前自主学案 一 探测射线的方法探测器材的设计思路 粒子使气体或液体电离 以这些离子为核心 过饱和气体会产生 过热液体会产生气泡 射线中的粒子会使照相乳胶感光 射线中的粒子会使 产生荧光 云雾 荧光物质 1 威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器 上盖透明 底部是一个可在小范围活动的 实验时先往容器内加入少量的酒精 使容器内形成饱和蒸气 然后迅速下拉活塞 气体迅速膨胀 温度降低 酒精蒸气达到 状态 粒子穿过该空间时 沿途使气体分子 产生离子 过饱和蒸气就会以这些离子为核心 于是显示出射线的径迹 活塞 过饱和 电离 凝结成雾滴 2 气泡室与云室原理类似 只是容器里装的是液体 并控制里面液体的温度和压强 使温度略低于液体的沸点 当气泡室内的 突然降低时 液体的 变低 因此液体过热 粒子通过液体时在它周围有气泡形成 显示出粒子的径迹来 压强 沸点 3 盖革 米勒计数器它的主要部分是一个计数器 外面是玻璃管 里面有一个接在电源负极上的 筒内中间有一根接电源正极的 里面充入 气体以及少量 蒸气 当射线通过管内时 会使气体 产生的 在电场中加速 再与气体分子碰撞 又使气体电离 产生电子 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 电路中形成一次 电子仪器把这次脉冲记录下来 导电圆筒 金属丝 惰性 酒精或溴 电离 电子 电流脉冲 二 核反应1 定义 原子核在 的轰击下产生 的过程 2 原子核的人工转变 1 1919年 用 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 其他粒子 新原子核 卢瑟福 质量数 电荷数 放射性 四 放射性同位素的应用共有两个方面 一方面是应用它的 另一方面是作 五 辐射与安全人类从来就生活在有放射性的环境之中 的射线对人体组织有破坏作用 要防止 对水源 空气 用具等的污染 射线 示踪原子 过量 放射性物质 核心要点突破 一 对核反应的认识及几个常见的核反应方程1 条件 用 粒子 质子 中子 甚至用 光子轰击原子核使原子核发生转变 2 实质 用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开 而是粒子打入原子核内部使核发生了转变 3 遵循的规律 1 质量数 电荷数守恒 2 动量守恒 5 人工转变核反应与衰变的比较原子核的人工转变 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 它不受物理化学条件的影响 答案 B 二 放射性同位素的应用1 利用它的射线 1 利用 射线的贯穿本领 可用 射线探伤等 2 利用 射线的电离作用很强 可消除有害静电 3 利用 射线对生物组织的物理和化学作用 可用来使种子发生变异 培育良种 灭菌消毒 4 利用放射线的能量 在医疗上 常用以抑制甚至杀死病变组织 还可以轰击原子核 诱发核反应 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 核外电子数相同 因此一种元素的各个同位素都有相同的化学性质 如果在某一元素掺入一些放射性同位素 那么该元素无论经过什么变化 它的放射性同位素也经历同样的变化过程 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用途也很多 1 在农业生产中 探测农作物在不同的季节对元素的需求 2 在工业上 检查输油管道上的漏油位置 3 在生物医疗上 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 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的 A 利用钴60治疗肿瘤等疾病B 射线探伤C 利用含有放射性碘131的油 检测地下输油管的漏油情况D 把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律 解析 选CD 利用钴60治疗肿瘤和 射线探伤是利用射线能量高 贯穿本领大的特点 故A B错误 C D两项是利用放射性同位素作为示踪原子 故均正确 课堂互动讲练 答案 见自主解答 方法总结 根据实验反应事实和质量数守恒和电荷数守恒确定新核的电荷数和质量数 然后写出核反应方程 变式训练1用中子轰击铝27 产生钠24和X粒子 钠24具有放射性 它衰变后变成镁24 则X粒子和钠的衰变过程分别是 A 质子 衰变B 电子 衰变C 粒子 衰变D 正电子 衰变 用人工方法得到放射性同位素 这是一个很重要的发现 天然放射性同位素只不过40几种 而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种 每种元素都有放射性同位素 放射性同位素在农业 医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用 1 带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失 其原因是 A 射线的贯穿作用B 射线的电离作用C 射线的物理 化学作用D 以上三个选项都不是 图19 3 1 2 图19 3 1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 如工厂生产的是厚度为1mm的铝板 在 三种射线中 你认为对铝板的厚度起主要作用的是 射线 3 在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时 需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质 为此曾采用放射性同位素14C作 精讲精析 1 选B 因放射线的电离作用 空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和 从而使验电器所带电荷消失 2 射线穿透物质的本领弱 不能穿透厚度为1mm的铝板 因而探测器不能探测 射线穿透物质的本领极强 穿透1mm厚的铝板和几mm厚的铝板打在探测器上很难分辨 射线也能够穿透1mm甚至几毫米厚的铝板 但厚度不同 穿透后 射线的强度明显不同 探测器容易分辨 3 把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起 经过多次重新结晶后 得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶 这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体 它们是同一种物质 这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去 让它们一起运动 迁移 再用放射性探测仪器进行追踪 就可以知道放射性原子通过什么路径 运动到哪里了 是怎样分布的 从而可以了解某些不容易察明的情况或规律 人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子 答案 见精讲精析 方法总结 这是一道运用放射线的特性解决实际问题的试题 要求同学们对这三种射线的穿透性有所了解 并具有一定的表达能力 放射源放出的三种射线的贯穿本领不同 如果遮挡物的厚度不同 会引起贯穿后射线的强度发生变化 利用这一特点 可实现自动控制 变式训练2关于放射性同位素的作用 下面说法正确的是 A 利用射线的穿透性检查金属制品 测量物体的密度和厚度B 利用射线的电离本领消除有害的静电积累C 利用射线的生理效应来消毒 杀菌和治疗肿瘤D 利用放射性同位素作示