【新步步高】2015-2016学年高中物理第十九章原子核3、4探测射线的方法、放射性的应用与防护导学案解析.doc

3　探测射线的方法 4　放射性的应用与防护 [目标定位]　1.了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器.2.知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应方程.3.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素.4.知道放射性同位素的常见应用． 一、探测射线的方法 [问题设计] 肉眼看不见射线，但是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．你能举出一些例子吗？ 答案　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． [要点提炼] 1．威耳逊云室 (1)原理：粒子在云室内的气体中飞过，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)粒子的径迹：α粒子的径迹直而清晰；高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子径迹又短又粗而且是弯曲的；γ粒子的电离本领很小，一般看不到它的径迹． 2．气泡室 气泡室装的是过热液体(如液态氢)，粒子经过液体时就有气泡形成，显示粒子的径迹． 3．盖革—米勒计数器 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加速．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． 二、核反应与核反应方程 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．核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并放出某一粒子． 3．原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程： 7N＋He→8O＋H (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程： 4Be＋He→C＋n (3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程： Al＋He→P＋n；P→Si＋e. 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，在发生的过程中质量数与电荷数都守恒；反应前后粒子总动量守恒． 三、放射性同位素 1．有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素． 2．放射性同位素的分类： (1)天然放射性同位素； (2)人工放射性同位素． 3．人工放射性同位素的优势： (1)种类多．天然放射性同位素不过40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种． (2)放射强度容易控制． (3)可制成各种所需的形状． (4)半衰期短，废料易处理． 4．放射性同位素的应用 (1)在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ探伤．也可以用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出优良品种． (2)农业上利用P作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况． 一、探测射线的方法 例1　利用威尔逊云室探测射线时能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射线射入云室中 B．可知是γ射线射入云室中 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 解析　因为威尔逊云室中观察到的细而弯曲的径迹是β射线的径迹，A、B选项均错误；射线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，C选项错误，D选项正确． 答案　D 二、核反应及核反应方程 例2　完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程． (1)N＋n―→C＋________ (2)N＋He―→O＋________ (3)B＋n―→________＋He (4)Be＋He―→________＋n (5)Fe＋H―→Co＋________ 解析　(1)N＋n―→C＋H (2)N＋He―→O＋H (3)B＋n―→Li＋He (4)Be＋He―→C＋n (5)Fe＋H―→Co＋n 其中发现质子的核反应方程是(2)． 发现中子的核反应方程是(4)． 答案　见解析 例3　1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素78Pt，制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞80Hg，反应过程可能有两种：①生成78Pt，放出氦原子核；②生成78Pt，同时放出质子、中子．(3)生成的铂78Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞80Hg.写出上述核反应方程． 解析　根据电荷数守恒、质量数守恒，确定新生核的