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三、探测射线的方法四、放射性的应用与防护【学习目标】1．知道什么是人工和天然放射性同位素；2．了解放射性同位素的特点和应用；3．知道如何防护放射线。
【新知预习】一、探测射线的方法1．探测射线的理论根据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生________，过热液体会产生________．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶________．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生______．2．探测射线的仪器(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________，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________．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________的．γ粒子的________本领很小，在云室中一般看不到它的径迹．(2)气泡室：气泡室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．(3)盖革—米勒计数器：G—M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________，因此只能用来________，不能区分射线的________．二、核反应放射性的应用与防护1．核反应(1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生___________________________的过程．(2)原子核的人工转变①1919年______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：______________________________。
(3)遵循规律：________守恒，________守恒．2．人工放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素的定义有些同位素具有________，叫做放射性同位素．(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________．②发现磷同位素的方程： ____________________________________________.(3)放射性同位素的应用应用共有两个方面：一方向是应用它的________．另一方面是作________．(4)辐射与安全人类一直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．4．人工转变核反应与衰变的比较(1)不同点：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．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．【导析探究】导析一探测射线的方法例1.利用威耳逊云室探测射线时若观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是( ) A．可知有α射线射入云室B．可知有β射线射入云室C．观察到的是射线粒子的运动D ．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴导析二 核反应 放射性的应用与防护例2.1919年卢瑟福用α粒子撞击N 147核发现了质子．(1)写出这个核反应的方程式；(2)上述核反应可以用如下的模型来认识，运动的α粒子撞击一个静止的N 147核，它们暂时形成一个整体(复合核)，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV.那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的能量至少要多大？(3)英国物理学家威耳逊在1911年发明了“云室”．带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹．把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，观察它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同(电场方向和质子、α粒子运动径迹所在平面平行)．求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？【当堂检测】1．下列关于放射线的探测说法错误的是 ( )A ．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似B ．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C ．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D ．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的种类2．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )A ． 94Be ＋42He→C 126＋XB ． N 147＋42He→O 178＋XC ．204 80Hg ＋10n→202 78Pt ＋211H ＋XD ．239 92U→23993Np ＋X高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
放射性的应用与防护［教学目标］了解探测放射线的方法知道放射性在各个领域的广泛应用以及我国在这方面的成就，知道放射性防护措施树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想［教学重点］了解探测放射线的方法［教学难点］了解探测放射线的方法［教学过程］几种常用探测射线的方法，包括威耳孙云室、气泡室、计数器等，简单介绍了各种探测方法的原理、使用方法等通过介绍我国在放射性研究上所取得的成就，加强对学生的爱国主义教育放射性的利用：一是利用它的射线，二是作为示踪原子。
放射性防护措施α射线是由氦核构成，速度可达光速的10分之一，穿透能力很弱，一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离．β射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱．γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小．三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射α射线，有时放射β射线，同时伴有γ射线，因此在射线中同时有α、β、γ三种射线．放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究．利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。
γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。
各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。
作为示踪原子。
用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。
进行考古研究。
利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。
半衰期短，废料容易处理。
可制成各种形状，强度容易控制）。
示踪原子是将一种稳定的化学元素和它的具有放射性的同位素混合在一起。
当它们参与各种系统的运动和变化时，由于放射性同位素能发出射线，测量这些射线便可确定它的位置与分量，只要测出了放射性同位素的分布和动向，就能确定稳定化学元素的各种作用。
教学过程设计一、导入新课教师：前面我们学习了原子核反应的一种形式——衰变。
比如说：具有天然放射性的92号铀，可以发生a 衰变，变成90号钍元素，同时放出一个质子。
本节课我们要学习原子核反应的另外一种形式——原子核的人工转变，以及人工转变产生放射性同位素的应用和核辐射的防护。
二、新课教学：（一）、人工放射性同位素教学教师：1919年，卢瑟福用a 粒子轰击氮原子核（14 N ），通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
H O He N 1117842147+→+1934年，约里奥——居里夫妇发现用a 粒子金属铝片后，铝片中含有放射性磷（ 30 P ）元素。
Al He P像这样人们用a 粒子，质子、中子等去轰击其他元素的原子核时，都能产生类似的转变，这种用人工方法获得放射性同位素的过程，我们就叫做人工核反应，人工核反应产生的放射性同位素，我们叫做人工放射性同位素。
伴随着人工转变核反应过程产生的射线，叫做人工放射性。
（二）、人工放射性同位素放射性教学教师：原子核的转变，无论是天然自发的衰变，还是人工方式的转变，都伴随着产生各种不同的射线。
这些射线主要包括：a 射线、β射线、γ射线等等。
不同的射线具有不同的特点：比如：a 射线的电离本领很强，可以用来消除机器在运转过程中产生的静电。
γ射线贯穿本领强，可以用来检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
我们知道，化学元素周期表中原子序数大于83号以后的元素，都能自发地发生原子核的衰变反应，同时产生天然射线。
这些元素叫做天然放射性元素，这种现象叫做天然放射性现象。
迄今为止，人们发现的天然放射性元素大约有40多种。
而今天用人工方法制造的放射性同位素已经达到了1000多种，每种元素都有自己的放射性同位素。
丰富的放射性同位素资源，使它在国民经济和科学研究的各个领域得到了广泛的应用。
（三）、人工放射性同位素应用教学教师：与天然放射性物质相比较，人工放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需形状。
19．4 放射性的应用与防护
★新课标要求
（一）知识与技能
（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程。
（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。
（3）了解放射性在生产和科学领域的应用。
（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。
（二）过程与方法
渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
（三）情感、态度与价值观
培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
★教学重点
人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。
★教学难点
人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
★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。
★课时安排
1 课时
★教学过程
（一）引入新课
教师：前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。
本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。
学生：回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的规律。
同时学生说出三种衰变物
质的性质。
点评：开门见山引入本节课的课题，这能很快让学生知道本节课要做的事情，符合这一部分内容的教学。
通过复习巩固前面的知识，对这一部分内容的教学是有帮助的，有利于学生对人工转变的理解。
（二）进行新课
1．核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。
在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。
人工转变核反应方程：
H O He N 111784214
7
+→+ n C He Be 1012
6429
4+→+
例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1123
Na 俘获1个α粒子后放出1个质子
（2）1327Al 俘获1个α粒子后放出1个中子
（3）816O 俘获1个中子后放出1个质子
（4）1430Si 俘获1个质子后放出1个中子
学生：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。
点评：这部分主要为老师讲解，学生通过前面已学的知识来掌握新的知识。
再通过例题进行巩固。
2．人工放射性同位素
（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
（2）人工放射性同位素
Al He P （3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。
（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素
学生：从这部分开始主要为学生自习和上网查找资料，一方面要掌握书本的知识，另一方面要扩展自己的知识面，同时有问题的地方及时向老师提问，
点评：这一节大部分为陈述性的知识，教学难度不大，学生很容易掌握，如果让学生自习并上网查相关资料，他们一样可以掌握的很好，同时还能扩展他们的知识面，更能激发学生学习的热情。
3．放射性同位素的应用：
（1）利用射线：
射线测厚装置
烟雾报警器
放射治疗
培育新品种，延长保质期
学生要能说出如何利用放射性物质的射线的。
对于书本的几种事例要能够讲清楚工作的原理。
对学生上网查找的有关射线的应用也要能说出原理。
点评：通过学生的自习与回答问题，培养学生搜索信息，加工信息的能力，同时培养学生的表达能力，规范应用物理术语的能力。
（2）作为示踪原子
棉花对磷肥的吸收
甲状腺疾病的诊断
学生要说出如何将放射性物质作为示踪原子的原理。
4．辐射与安全
学生通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。
点评：这部分内容同样通过学生的自主性学习获得知识，同时也让学生知道核辐射并不可怕，只要控制好量并注意防护，培养学生学科学，讲科学的意识。
（三）课堂小结
本节课的内容相对比较简单，通过学生的自主学习学生要能够掌握核反应的概念以及核反应方程，两种放射性同位素的异同点以及人工放射性同位素的一些应用，并能从物理学的原理上进行解释，还要了解核辐射的应用和防护。
（四）作业：完成课本书后练习1、3、4、5。
