2017人教版高中物理选修3-5（课件+检测）:第十九章 3　探测射线的方法　4　放射性的应用与防护 （2份打包）

3探测射线的方法 4 放射性的应用与防护 目标导航 学习目标 1.知道探测射线的几种方法,了解探测射线的几种常见仪器。 2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。 3.能记住什么是核反应及其遵从的规律,会书写核反应方程式。 4.能说出放射性应用的实例,了解射线的危害与防护。 重点难点 重点:原子核的人工转变。 难点:探测射线的方法和原理。 激趣诱思 利用天然放射性测量物位的方法,采用以下步骤:在容器外部设定位置测量出待测物料和环境的天然放射性;标定测量到的放射性水平与容器内物位的对应关系;在容器外部设定位置测量待测物料和环境的实际放射性水平,根据上述标定的放射性水平与容器内物位的对应关系,得到容器内物料的实际物位。其原理是什么? 简答:本发明的方法利用被测物料和环境的天然放射性,通过测量容器内不同的物位状态产生的不同的放射性信号来测量物位,不需要另外使用放射性物质作为信号源,不需要进行半衰期校正,测量方便,不会造成环境污染、威胁人体健康。 预习导引 一、探测射线的方法 探测器材的设计思路:放射线中的粒子会使气体或液体电离,以这些离子为核心,过饱和蒸气会产生雾滴,过热液体会产生气泡。射线中的粒子会使照相乳胶感光。射线中的粒子会使荧光物质产生荧光。 1.威耳逊云室 其结构为一个圆筒状容器,上盖透明,底部可以移动,相当于活塞。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,酒精蒸气达到过饱和状态。粒子穿过该空间时,沿途使气体分子电离,过饱和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.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周围就有气泡形成,显示出粒子的径迹来。 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导电圆筒,筒内中间有一根接电源正极的金属丝,里面充入惰性气体以及少量酒精蒸气或溴蒸气。当射线通过管内时,会使气体电离,产生的电子在电场中加速,再与气体分子碰撞,又使气体电离……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,电路中形成一次脉冲放电,电子仪器把这次脉冲记录下来。 预习交流 探测射线还有哪些方法? 答案:如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置,利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质。随着科学技术的发展,探测射线的手段不断改进,近年来,由于探测仪器大都和电子计算机直接连接,实现了对实验全过程进行电子计算机控制、计算、数据处理,已经使实验方法高度自动化。 二、放射性的应用与防止 1.核反应 (1)什么是核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应。 (2)核反应的规律:在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒,还遵循动量守恒。 (3)原子核的人工转变:原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核,这种核反应称为人工转变。 2.人工放射性同位素 天然放射性同位素种类很少,通过人工转变,现在每种元素都有了自己的放射性同位素。与天然的相比,它们有以下优点:放射强度容易控制,还可以制造出各种所需要的形状,半衰期比天然的短得多,因此放射性废料容易处理。 3.放射性同位素的应用 应用共有两个方面,一方面是应用它的射线,另一方面是作示踪原子。 4.辐射与安全 为了防止有害的放射性对人类和自然的破坏,人们采用了有效的防范措施。在生活中对那些有可能有放射性的物质要有防范意识,尽可能远离放射源。 一、　探测射线的方法 知识精要 1.射线产生的效应 (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或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。 2.三种仪器及工作原理 (1)云室的工作原理: ①室内充满饱和酒精蒸气。 ②活塞迅速下移室内气体膨胀,温度降低,酒精蒸气达到过饱和状态。 ③粒子使气体分子电离产生离子,过饱和酒精蒸气以离子为核心产生雾滴。 (2)三种射线在云室中径迹的不同: ①α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。 ③γ粒子的电离本领更小,在云室中一般看不到它的径迹。 (3)盖革—米勒计数器的原理: ①某种射线进入计数管内,使管内的气体电离,产生电子。 ②电子被电场加速,与管中气体分子碰撞,产生大量电子。 ③电路中产生脉冲放电,电子仪器记录放电次数。 思考探究 盖革—米勒计数器的优缺点是什么? 答案:优点:放大倍数很大,非常灵敏,用它