高中物理·選修3-5·人教版3探測射線的方法4放射性的應用與防護[目標定位]1.了解探測射線的幾種方法，熟悉探測射線的幾種儀器.2.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性在生產和科學領域的應用.4.知道核反響及其遵從的規律，會正確書寫核反響方程．一、探測射線的方法1．探測射線的理論依據 (1)放射線中的粒子會使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和蒸氣會產生

，過熱液體會產生

． (2)放射線中的粒子會使照相乳膠

． (3)放射線中的粒子會使熒光物質產生

．2．探測射線的儀器 (1)威耳遜云室(2)氣泡室(3)蓋革－米勒計數器霧滴氣泡感光熒光二、核反響1．定義：原子核在的轟擊下產生的過程．2．遵循規律：守恒，守恒．其他粒子新原子核質量數電荷數盧瑟福放射性想一想醫學上做射線治療用的放射性元素，應用半衰期長的還是短的？為什么？答案半衰期短的．因為半衰期短的放射性廢料容易處理．γγγ遺傳基因示蹤原子過量放射性物質想一想原子核的人工轉變與放射性元素的衰變有何區別？答案原子核的人工轉變是指在其他粒子轟擊下變成新核的過程，放射性元素的衰變是指核自動轉化為新核的過程．一、探測射線的方法1．利用威爾遜云室 (1)α粒子顯示的徑跡直而粗 因為α粒子帶電荷量多，它的電離本領強，穿越云室時，在1cm路程上能使氣體分子產生104對離子，過飽和酒精蒸氣凝結在這些離子上，形成很粗的徑跡．且由于α粒子質量大，穿越云室時不易改變方向，所以顯示的徑跡很直．(2)β粒子顯示的徑跡β粒子的質量小，跟氣體碰撞時容易改變方向，并且電離本領小，沿途產生的離子少，所以高速β粒子的徑跡又細又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的．(3)γ粒子的電離本領更小，在云室中一般看不到它的徑跡．2．利用氣泡室 氣泡室裝的是過熱液體，粒子經過液體時有氣泡形成，顯示粒子的徑跡．3．蓋革·米勒計數器 當某種粒子經過管中時，管內氣體分子電離，產生電子，這些電子到達陽極，正離子到達陰極，在外電路中產生了一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數記錄下來．【例1】在威耳遜云室中，關于放射源產生的射線徑跡，以下說法中正確的選項是 () A．由于γ射線的能量大，容易顯示其徑跡 B．由于β粒子的速度大，其徑跡粗而且長 C．由于α粒子的速度小，不易顯示其徑跡 D．由于α粒子的電離作用強，其徑跡直而粗 答案D 解析在云室中顯示粒子徑跡是由于引起氣體電離，電離作用強的α粒子容易顯示其徑跡，因質量較大，飛行時不易改變方向，所以徑跡直而粗，故只有D正確．借題發揮三種射線粒子肉眼都看不見，探測射線粒子的方法都是利用它們和其他物質發生作用時產生的現象，來顯示射線粒子的存在．二、核反響及核反響方程1．核反響的條件：用α粒子、質子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發生轉變．2．核反響的實質：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核翻開，而是粒子打入原子核內部使核發生了轉變．3．原子核人工轉變的三大發現0

4．人工轉變核反響與衰變的比較 (1)不同點：人工轉變是其他粒子與原子核相碰撞的結果，需要一定的裝置和條件才能發生；而衰變是原子核的自發變化，它不受物理化學條件的影響． (2)相同點：人工轉變與衰變過程一樣，在發生過程中質量數與電荷數都守恒，反響前后粒子總動量守恒．借題發揮書寫核反響方程四條重要原那么(1)質量數守恒和電荷數守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號；(3)能量守恒(中學階段不做要求)；(4)核反響必須是實驗中能夠發生的．答案C三、放射性同位素及其應用1．放射性同位素的分類 (1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．人造放射性同位素的優點 (1)放射強度容易控制．(2)可以制成各種所需的形狀．(3)半衰期很短，廢料容易處理．3．放射性同位素的主要作用 (1)工業部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性． (2)農業應用——γ射線使種子的遺傳基因發生變異，殺死腐敗細菌、抑制發芽等． (3)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質．【例3】以下哪些應用是把放射性同位素作為示蹤原子的() A．γ射線探傷儀 B．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C．利用鈷60治療腫瘤等疾病 D．把含有放射性元素的肥料施給農作物，用檢測放射性的方法確定放射性元素在農作物內轉移和分布情況，找出合理施