物理新人教版选修3-5193探测射线测射线的方法教案3

探测射线的方法三维教学目标1、知识与技能（1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象；（2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到；（3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

2、过程与方法（1）能分析探测射线过程中的现象；（2）培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。

3、情感、态度与价值观（1）培养学生认真严谨的科学分析问题的品质；（2）从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；（3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

教学重点：根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

教学难点（1）探测器的结构与基本原理。

（2）如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：（1）挂图，实验器材模型，课件等；（2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

教学过程：第三节探测射线的方法（一）引入新课提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。

α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？通过学生回忆三种放射线的本质以及三种粒子的基本特征，既用引导新课，也为后分析探测器探测到的现象提供理论依据。

放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法。

（二）进行新课阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？（根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在）这些现象主要有哪些呢？（使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；使照相底片感光；使荧光物质产生荧光）学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法。

1、威耳逊云室阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论。

提问：（1）构造是什么？（2）基本原理是什么？（3）怎样才能观察到射线的径迹？威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹，室内由光源通过旁边的窗子照明。

探测射线的方法放射性的应用与防护1．探知射线存在的依据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些粒子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。

(2)放射线中的粒子会使照相乳胶感光。

(3)放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：α粒子的径迹直而粗。

β粒子的径迹比较细，而且常常弯曲。

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：粒子通过液体时，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：计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。

但不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类。

(√)2．利用威耳逊云室不能区分射线的种类。

(×)[释疑难·对点练]1．探测原理方面：探测原理都是利用射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，来显示射线的存在。

2．G­M计数器区分粒子方面：G­M计数器不能区分时间间隔小于200 μs的两个粒子。

[试身手]1．在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是( )A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗解析：选D 在云室中显示粒子径迹是由于粒子引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因α粒子质量较大，飞行时不易改变方向，所以径迹直而粗，故只有D 正确。

1．核反应定义原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。

2．原子核的人工转变人类第一次实现的原子核的人工转变14 7N ＋42He ―→17 8O ＋11H 。

3．遵循原则质量数守恒，电荷数守恒。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．卢瑟福发现质子的核反应：147N ＋42He ＝178O ＋11H 。

第3、4节探测射线的方法__放射性的应用与防护1．1912年英国物理学家威耳逊发明了威耳逊云室。

2．射线可使气体或液体电离，使照相乳胶感光，使荧光物质产生荧光。

3．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。

4．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。

5．1928年由德国物理学家盖革与米勒研制成功了用于探测射线的盖革－米勒计数器。

6．1934年，约里奥—居里夫妇发现了人工放射性同位素。

7．放射性同位素有很多应用，如应用它的射线，或把它作为示踪原子；放射性同位素也有很多危害。

过量的射线对人体组织有破坏作用，同时对水源、空气等也有污染。

一、探测射线的方法1．探测方法(1)组成射线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)射线能使照相乳胶感光。

(3)射线能使荧光物质产生荧光。

2．探测仪器(1)威耳逊云室①原理：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粒子径迹形状：(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，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原理：在金属丝和圆筒间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的电离电压，当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，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，正离子到达阴极，在电路中产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。

②优点：G-M计数器非常灵敏，使用方便。

③缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。

二、核反应和放射线的应用与防护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1919年卢瑟福用α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。

卢瑟福发现质子的核反应方程：147N＋42He→178O＋11H。

19.3 探測射線的方法三維教學目標1、知識與技能（1）知道放射線的粒子與其他物質作用時產生的一些現象；（2）知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當的儀器探測到；（3）瞭解雲室、氣泡室和計數器的簡單構造和基本原理。

2、過程與方法（1）能分析探測射線過程中的現象；（2）培養學生運用已知結論正確類比推理的能力。

3、情感、態度與價值觀（1）培養學生認真嚴謹的科學分析問題的品質；（2）從知識是相互關聯、相互補充的思想中，培養學生建立事物是相互聯繫的唯物主義觀點；（3）培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。

教學重點：根據探測器探測到的現象分析、探知各種運動粒子。

教學難點（1）探測器的結構與基本原理。

（2）如何觀察實驗現象,並根據實驗現象，分析粒子的帶電、動量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區分射線的本質是何種粒子。

教學方法：教師啟發、引導，學生討論、交流。

教學用具：（1）掛圖，實驗器材模型，課件等；（2）多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。

教學過程：第三節探測射線的方法（一）引入新課提問：前面我們學習了天然放射現象，知道了三種射線的本質。

α、β、γ射線的本質是什麼？各有那些特徵？通過學生回憶三種放射線的本質以及三種粒子的基本特徵，既用引導新課，也為後分析探測器探測到的現象提供理論依據。

放射線是看不見的，我們是如何探知放射線的存在的呢？這節課，我們來學習幾種常用的探測射線的方法。

（二）進行新課閱讀教材83頁的第一部分，思考並討論：放射線雖然看不見，但我們根據什麼來探知放射線的存在呢？（根據放射線的粒子與其他物質作用時產生的一些現象來探知放射線的存在）這些現象主要有哪些呢？（使氣體電離，這些離子可使過飽和汽產生雲霧或使過熱液體產生氣泡；使照相底片感光；使螢光物質產生螢光）學習三種核子物理研究中常用的探測射線的方法。

1、威耳遜雲室閱讀教材“威耳遜雲室”部分的內容，並組織學生對課文內容進行討論。

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19.3探测射线的方法问题导引放射性射线实际上都是微观粒子流，用肉眼是看不见的，但可根据射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知射线的存在，那么这些射线有什么特性呢？提示：使流体电离、底片感光、荧光物质发出荧光.名师精讲1．方法探测射线的方法主要是利用放射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在,这些现象主要是：(1)使气体电离，这些离子可使饱和蒸气产生云雾或使过热液体产生气泡;（2)使照相底片感光；（3）使荧光物质产生荧光。

2．仪器(1)威耳逊云室：构造:主要部分是一个塑料或玻璃制成的容器,它的下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的,可以通过它来观察和拍摄粒子的运动径迹,云室里面有干净的空气。

如图所示.（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，如液态氢。

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，从而显示粒子径迹。

(3）盖革—米勒计数器:构造:主要部分是盖革—米勒计数管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒,筒的中间有一条接正极的金属丝。

管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气,如图所示。

3 探测射线的方法关注学生的发展，培养学生的创新精神和独立思考的能力是新一轮课改的重点目标。

这就要求我们要积极改革教学方法，从学生的～理特征和认知规律出发，启发学生的思维，激发学习的兴趣，使他们积极、主动地获得知识和能力。

我们认为学生知识的形成过程既不是被动接受式的，也不是真正发现式的，而是通过外界导向的信息跟学生原有的认知结构相互作用，才能实现新知识的发生。

问题驱动式教学就是学生在教师的引导下，主动地、独立地钻研问题，通过他们积极有效地探究式学习，来不断发现事物变化的起因和内部联系，从中找出规律。

探测射线的方法是一节选学课，内容大部分是介绍性的，学生在学习时对其中的重点和难点不易把握，因此学习本节课宜在教师的引导下，通过学生的主动研究去进行。

(教学目标)1、知识与能力(1)知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象。

(2)知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到。

(3)了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

2、过程和方法采用问题驱动模式进行教学，即通过“教师设问——学生阅读——学生讨论、师生互动——教师点拨、师生共同总结”的方法来使学生达到本节的教学目标。

3、情感态度与价值观结合教学内容来培养学生学习科学的兴趣和实事求是的科学态度，激发学生的创新意识。

(重点、难点分析)1、本节所介绍的三种仪器是核物理研究中最基本、最常用的实验仪器。

通过对仪器原理的介绍，应让学生知道，研究原子核变化中的微观现象，可以根据各种粒子产生的次级效应来进行观察和判断，进而了解核物理中这种研究问题的方法。

教学中要注意渗透这一点。

2、教学中应注意结合以前学过的知识来帮助学生理解本节内容。

如结合过饱和汽的知识，讲清云室的原理；结合电场的知识，讲清射线粒子进入盖革管中产生大量电子的过程。

盖革一弥勒计数器的工作原理是本节难点。

(课时安排)一课时(课前准备)老师在上课前应准备挂图、实物投影仪等教具。

(教学设计)●引入新课前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。

第三节《探测射线的方法》教学设计亳州一中南校王敬文一、核心素养通过《探测射线的方法》的学习过程，培养学生认真严谨的科学分析问题的品质；从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

二、教学目标（1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象；（2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到；（3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

三、教学重难点教学重点：根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

教学难点（1）探测器的结构与基本原理。

（2）如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

四、教学过程课前：登陆平台，发送预习任务。

根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）（一）复习提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质．请同学们回忆：α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？我们通过一个表格一块复习一下。

这三种射线用肉眼看得到不？看不到。

既然看不到，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法．（二）进行新课：阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其它物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在．而这些现象主要有：（1）粒子使气体或液体电离；（2）使照相底片感光；伦琴和贝可勒尔正是通过这样的途径发现了x射线和放射性现象（3）使荧光物质产生荧光．电视机显像管中的电子枪会发出阴极射线，而阴极射线是哪种射线呢？β射线。

那么当β射线达到显示器上，就会和荧光物质发生作用，产生荧光，从而我们看到了图像。

根据射线的这些性质，可以制成多种探测器。

下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的仪器．[板书]一．威耳逊云室英国物理学家威耳逊（1869～1959）在1912年发明了一套设备，使水蒸气冷凝来形成云雾，显示粒子的径迹，因为是威尔逊发明的，所以叫做威耳逊云室。

19.3 探测射线的方法三维教学目标1、知识与技能（1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象；（2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到；（3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。

2、过程与方法（1）能分析探测射线过程中的现象；（2）培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。

3、情感、态度与价值观（1）培养学生认真严谨的科学分析问题的品质；（2）从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；（3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

教学重点：根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

教学难点（1）探测器的结构与基本原理。

（2）如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：（1）挂图，实验器材模型，课件等；（2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

教学过程：第三节探测射线的方法（一）引入新课提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。

α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？通过学生回忆三种放射线的本质以及三种粒子的基本特征，既用引导新课，也为后分析探测器探测到的现象提供理论依据。

放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法。

（二）进行新课阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？（根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在）这些现象主要有哪些呢？（使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；使照相底片感光；使荧光物质产生荧光）学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法。

1、威耳逊云室阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论。

P b a c探测射线的方式课 题 19．3 探测射线的方法 第 3 课时 计划上课日期：教学目标 1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象. 2．知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到． 3．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理．教学重难点 根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

1．探测器的结构与基本原理。

2．如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

教学流程\内容\板书 关键点拨加工润色1、放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。

2、放射性元素衰变时放射出的射线有____________、____________和____________，其中____________不带电，____________带正电，____________带负电。

3、探测射线时主要用来的仪器或装置主要有___________________、______________和______________三种。

4、研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。

如图所示，P 是放射源，a 、b 、c 分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知( )A ．a 是 射线，b 是β射线，c 是γ射线B ．a 是β射线，b 是γ射线，c 是 射线C ．a 是 射线，b 是γ射线，c 是β射线D ．a 是γ射线，b 是β射线，c 是 射线5、最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次 衰变后的产物是253100F m ，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为 ( )A ．124，259B ．124，265C ．112，277D ．112，265A B α粒子铍石蜡Po 6、一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h ，则衰变后的原子核( )A ．仍静止B ．沿与光子运动方向相同的方向运动C ．沿与光子运动方向相反的方向运动D ．动量大小为ch ν7、如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po ）放出的A 射线轰击铍时会产生粒子流A ，用粒子流A 轰击石蜡时会打出粒子流B ，经研究知道 ( ) A ．A 为中子，B 为质子B ．A 为质子，B 为中子C ．A 为γ射线，B 为中子D ．A 为中子，B 为γ射线8、若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的A 和B 的质量之比为 ( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶19、镅(24195A m )是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(23793N P )，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是 ( )A ． 粒子B ．质子C ．中子D ．正电子10、2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底。