19.3《探测射线的方法》课件

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气泡室的优点和缺点
气泡室的优点：
气泡室的缺点：
①它的空间和时 间分辨率高；
①扫描和测量时间 还嫌太长；
②工作循环周期短， ②体积有限，而且
本底干净、径迹清晰，甚为昂贵， 某粒子在气泡室里的径迹 可反复操作。
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探测射线的其他方法
使照相底片感光
使荧光物质产生荧光
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探测射线的其他方法
另外， 还有如闪烁计数器、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
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闪烁计数器
半导体探测器
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问题与练习
用威尔逊云室探测射线时，为什么α粒子的径迹直而清晰？为什 么利用威尔逊云室一般看不到γ粒子的径迹？
用云室可以清楚地看出α粒子和β粒子的径迹。α粒子质量比 较大，在气体中行进时不易改变方向，它的电离本领大，在 每厘米的路程中能使气体分子产生10000对离子，所以它的 径迹直而清晰。 γ粒子的电离本领更小，在云室中一般不直接留下径迹
弱
强
接近C 电子流
γ
中 最弱 极强 光子
C 光子流
肉眼看不见射线，那么如何探测射线呢？ 射线中的粒子与其他物质作用时的现象会显示射线的存在 射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象： 放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心， 过饱和蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡 使照相底片感光

B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系， 来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度 等，从而实现自动控制。
C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体， 以消除化纤、纺织品上的静电。
D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良 种，也可以利用它杀菌、治病等
γ射线探伤仪
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注 意也会对人体造成巨大的危害。
过量的放射性会对环境造成污染，对人类 和自然界产生破坏作用．
20世纪人们在 毫无防备的情况 下研究放射性
遭原子弹轰 炸的广岛
放射性的防护
1）在核电站的核反应 堆外层用厚厚的水泥来 防止放射线的外泄.
2）用过的核废料要放
在很厚很厚的重金属箱 内，并埋在深海里.
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素 的原子核，也都产生类似的转变。
3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生 新原子核的过程。
在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
例1：指出下列核反应中的错误并更正：
( 1 )1 7 4N +1 8 7 O + 质 子
( 2 )1 7 4 C + 2 4H e 1 8 7O + 1 1H ( 3 )4 9B e+ 2 4H e 1 6 3 C +
B．升高温度可以使半衰期缩短。
第十九章 原子核
§3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
1、使气体或 液体电离
2、使照相底 片感光
3、使荧光物 质产生荧光
·威尔逊云室利用了射线的电离本 领。
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：

第十二页，共二十一页。
一
二
污染与 防护
举例与措施
说明
密封防护
把放射源密封在特殊的包壳里,或者用特殊 的方法覆盖,以防止射线泄漏
防护 距离防护
距放射源越远,人体吸收的剂量就越少,受到 的危害就越轻
时间防护 尽量减少受辐射的时间
屏蔽防护
在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护 作用,铅的屏蔽作用最好
第十三页，共二十一页。
医学上做射线(shèxiàn)治疗用的放射性元素,应用半衰期长的还是短的? 为什么?
提示：应用半衰期短的。因为半衰期短的放射性废料容易处理。
第七页，共二十一页。
一
二
一、对原子核的人工转变的认识(rèn shi)
1.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。
2.实质:用粒子轰击原子核并不是粒子与原子核碰撞,将原子核打开,而是粒子
期太长,所以只有锶90较合适。
答案:C
题后反思放射性同位素在生产、科技和医疗等方面有很多的应用。解
答这类问题要弄清以下两个方面:
(1)弄清各种射线的特性,确定应用射线的哪种特性,如穿透本领、电离本
领等。
(2)对于半衰期不同的放射性元素,要根据实际需要来确定半衰期的长短,半衰
期太长或太短都不适用。
第十七页，共二十一页。
第十九页，共二十一页。
第二十页，共二十一页。
内容(nèiróng)总结
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护。提示：核反应过程和衰变现象都遵循电荷数和质量数守恒。1.同位素
No 是指质子数相同、中子数不同的原子核。生活中的这些辐射的强度都在安全剂量之内,对人类
(rénlèi)没有伤害。②在工业上,检查输油管道上的漏油位置。也不能仅画一横线,因箭头的方向还 表示反应进行的方向。【例题2】 放射性在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同目的。 生活中对放射性物质要有防范意识,远离放射源

19.3 探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是： 1、使气体戒 液体电离 2、使照相底 片感光 3、使荧光物 质产生荧光
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的 径迹：

射线径迹
射线径迹
径迹的长短和粗细 可以知道粒子的性质； 粒子轨迹的弯曲方向 可以知道粒子带电的 正负．
二、气泡室
气泡室是由一密 闭容器组成，ห้องสมุดไป่ตู้ 器中盛有工作液 体
二、气泡室
气泡室利用了射线的电离本领。 粒子通过液体通过液体时在它周围就有气泡形成， 可分析粒子的动量、能量和带电情况。
带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛伦兹 力
三、盖革－米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作 研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的， 盖革管的结构如图所示： 窗 口 阴 极 阳 极 接 放 大 器
粒 子
原理
当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。

演示1
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19.3 探测射线的方法
3、优缺点： （1）优点：放大倍数很大，非常灵敏，检测方便。
（2）缺点：
① 对不同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。
② 如果同时有大量粒子，或两个粒子进入的时间 间隔小于200μs时，盖革－弥勒计数器不能区分它们 ，也就不能准确计数了。
当射线粒子进入管内时，它使管内气体电离，产生的电 子在电场中加速。加速后的电子跟管中的气体分子碰撞时， 又使气体分子电离，产生新的电子……这样，一个粒子进 入管中可以产生大量电子。
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。
这也就是进入管中的射线粒子数。
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19.3 探测射线的方法
二、气泡室
1、原理： 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）。
控制室内的温度和压强，使室内的温度略低于液体的 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，粒子通过液态时在它的周围就有气泡形成。
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19.3 探测射线的方法
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19.3 探测射线的方法
3、射线的径迹： （1）α粒子的径迹：直而粗
α粒子 （2）β粒子的径迹：弯曲而且细 （3）γ粒子的径迹：一般看不到
β粒子
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19.3 探测射线的方法
4、作用： （1）根据径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质；
（2）把云室放在磁场中，从粒子在运动轨迹的弯曲方向， 还可以知道粒子带电的正负。
3、使荧光物质产生荧光。
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质疑探究
1．为什么 α 粒子显示的径迹直而粗，β 粒子显示的径迹在 低速时弯曲而高速时细？ 提示：因为 α 粒子电离本领强，穿越云室时，沿途能使大量 的气体分子发生电离，过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上，形成 很粗的径迹．又由于 α 粒子质量大，穿越云室时不易改变方向， 所以显示的径迹很直．β 粒子电离本领较弱，高速 β 粒子沿途使 气体发生电离而产生的离子少，因而径迹细；β 粒子质量小，其 运动状态容易改变，所以显示的低速 β 粒子的径迹弯曲．
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 ①1919 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． ②卢瑟福发现质子的核反应方程：
1O＋1H
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
(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优点：G－M 计数器非常 灵敏 ，使用方便． ②缺点：只能用来 计数 ，不能区分 射线的种类．
第 十 九 章
原子核
三、四
探测射线的方法
放射性的应用与防护
自 主 预 习
学习目标 1.知道射线的粒子使气体或者液体电离、
目标解读
使照相底片感光、使荧光物质产生荧光．重点：1.探测器探测射线 2．了解云室、气泡室和计数器的简单构 的原理和方法． 造和基本原理． 2．放射性同位素的人工

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根据射线的这些效应，可以制
成多种探测器。下面是几种常在学
校中用到或在科学研究中用到的探 测方法。
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复习回顾: 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版选修3－5 19.3探测射线的方法(共24张PPT)
U 238
92
234 90
Th
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
0 -1
e
1、核反应的过程一般都不是可逆的，核反应方程只能用单向 箭头表示核反应的方向，不能用等号连接。
根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子 的动量的大小．
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a射线在云室中的径迹：直而粗 原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿涂产生的粒子多 ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲 原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向， 电离本领小，沿途产生的离子少
b 射线径迹
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一、威耳孙云室
观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：

2、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来 检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等， 从而实现自动控制
3、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体， 以消除化纤、纺织品上的静电
4、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良 种，也可以利用它杀菌、治病等
γ射线探伤仪
钴 60
利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）
9 4
Be
+
4 2
He
162
C+
1 0
n
“机遇只偏爱有准备的头脑”
中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰 击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有 力的“炮弹”。在此以前，可供研究用的“炮弹”只 有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则 是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”，人 们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同 位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。
人教版选修3-5
第十九章 原子核
第三节 探测射线的方法
探测射线的方法
射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象： 使气体或液体电离 使照相底片感光 使荧光物质生荧光
一、威尔逊云室： 利用射线的电离本领
构造：一个圆筒状容器， 低部可以上下移动，上 盖是透明的，内有干净 空气
实验时，加入少量酒精， 使酒精蒸汽达到过饱和 状态。
过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界 产生破坏作用．
20世纪人们在毫无防 备的情况下研究放射性
遭原子弹炸后的广岛
为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏， 人们采取了有效的防范措施：
辐射源的存放 检测辐射装置
铀
全 身 污 染 检 测 仪
辐射检测系统
放射性的防护