19.3探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义（人教版选修3-5）

19.3探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护 【基础知识梳理】 一、探测射线的方法 1．探测射线的理论依据 (1)射线中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)射线中的粒子会使照相乳胶感光． (3)射线中的粒子会使荧光物质产生荧光． 2．探测射线的仪器 (1)威耳逊云室 ①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，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各种射线的径迹特点 α粒子的径迹直而清晰，高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．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：G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便． ②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类． 【重点】 1．探测射线的方法：也是探测运动粒子的方法，可以根据射线粒子与其他物质作用时的表现进行判断，常利用射线的以下特性： (1)粒子使气体或液体电离，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)使照相乳胶感光． (3)使荧光物质产生荧光． 2．三种射线在云室中的径迹比较 (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清晰． (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，所以高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的． (3)γ粒子的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹． 3．不同探测方法的依据 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类的． 4．盖革—米勒计数器 (1)优点：非常灵敏，用它检测射线十分方便． (2)缺点 ①不同射线产生的脉冲现象相同，只能用来计数，不能区分射线的种类． ②如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔小于200 μs，则计数器不能区分它们． 二、核反应和人工放射性同位素 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：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋He→O＋H. (3)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：具有放射性的同位素． (2)人工放射性同位素的发现 ①1934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. ②发现磷同位素的方程：He＋Al→P＋n. 3．人工放射性同位素的优点 (1)资源丰富，应用广泛． (2)放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理． (3)现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质． 4．放射性同位素的应用 (1)在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ射线探伤． (2)农业上用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出优良品种．利用P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况． 5．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． 【重点】 1．核反应的实质是什么？它符合哪些规律？ 答案　核反应的实质就是将一种原子核在粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子． 符合质量数和电荷数守恒规律． 2．如何实现原子核的人工转变？常见的人工转变的核反应有哪些？ 答案　人为地用α粒子、质子、中子或γ光子去轰击一些原子核，可以实现原子核的人工转变． 常见的人工转变的核反应有： ①卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H ②查德威克发现中子：Be＋He→C＋n ③约里奥—居里夫妇人工制造同位素：He＋Al→n＋P P具有放射性：P→Si＋e. 【总结】 核反应 条件 用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变. 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 规律 (1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒 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方程： N＋He→O＋H (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程： 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方程： Al＋He→P＋n；P→Si＋e 核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向 【例题讲解】 一、单选题 1．下列有关核反应的描述正确的是