《2018-2019版高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.3 讓射線(xiàn)造福人類(lèi)課件 滬科版選修3-5.ppt》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.3 讓射線(xiàn)造福人類(lèi)課件 滬科版選修3-5.ppt（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

4.3讓射線(xiàn)造福人類(lèi),第4章從原子核到夸克,[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道什么是放射性同位素以及獲得放射性同位素的方法.2.了解探測(cè)射線(xiàn)的幾種儀器和方法.3.知道放射性同位素的常見(jiàn)應(yīng)用.,內(nèi)容索引,,知識(shí)探究新知探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),題型探究重點(diǎn)難點(diǎn)各個(gè)擊破,達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè)鞏固反饋,知識(shí)探究,一、人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn),[導(dǎo)學(xué)探究]第一種人工放射性同位素是如何發(fā)現(xiàn)的？常見(jiàn)的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)有哪些？,答案,答案(1)1934年，約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種具有放射性的新元素，這種新元素能不斷地放射出正電子，核反應(yīng)方程為：,(2)常見(jiàn)的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)有：,[知識(shí)梳理]1.放射性同位素的分類(lèi)(1)天然放射性同位素；(2)同位素.2.人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)(1)1934年，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷.(2)發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程.3.放射性同位素知多少天然放射性同位素只有種，而人們利用原子反應(yīng)堆和加速器生產(chǎn)的放射性同位素已達(dá)種.,人工放射性,約里奧—居里夫婦,幾十,2000多,[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.()(2)放射性同位素，既可以通過(guò)核反應(yīng)人工獲得，也可以從自然界中獲得.(),,答案,√,[導(dǎo)學(xué)探究]肉眼看不見(jiàn)射線(xiàn)，但是射線(xiàn)中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)的現(xiàn)象，會(huì)顯示射線(xiàn)的存在.閱讀課本，舉出一些探測(cè)射線(xiàn)的方法.,二、探測(cè)射線(xiàn)的儀器和方法,答案,答案(1)射線(xiàn)使氣體發(fā)生電離，使計(jì)數(shù)管電路中出現(xiàn)脈沖電流.(2)射線(xiàn)使氣體分子電離產(chǎn)生離子，過(guò)飽和汽以這些離子為核心凝結(jié)成一條霧跡.(3)射線(xiàn)中的粒子使照相底片感光.,[知識(shí)梳理]1.計(jì)數(shù)器(1)原理：計(jì)數(shù)器的主要部分是.射線(xiàn)進(jìn)入管內(nèi)，使管內(nèi)氣體發(fā)生一連串的，從而使計(jì)數(shù)管電路中出現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)的.(2)作用：記錄粒子進(jìn)入管的.2.云室(1)原理：射線(xiàn)使氣體分子產(chǎn)生離子，過(guò)飽和汽以這些離子為核心凝結(jié)成一條霧跡.(2)作用：顯示粒子的.,計(jì)數(shù)管,電離,脈沖電流,次數(shù),電離,徑跡,3.乳膠照相(1)原理：高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子能使照相底片.(2)作用：記錄粒子.,感光,徑跡,[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)計(jì)數(shù)器非常靈敏，不僅可以計(jì)數(shù)，還可以區(qū)分射線(xiàn)的種類(lèi).()(2)云室可以顯示α粒子和β粒子的徑跡.()(3)高速β粒子在云室中的徑跡又短又粗而且是彎曲的.(),,答案,√,,[知識(shí)梳理]1.射線(xiàn)的應(yīng)用(1)作為射線(xiàn)源①檢查物體內(nèi)部情況，檢查產(chǎn)品的密度和厚度.②利用射線(xiàn)的效應(yīng)，消滅害蟲(chóng)、殺菌消毒、治療癌癥等.③利用射線(xiàn)的效應(yīng)，促進(jìn)高分子化合物的聚合反應(yīng)，以制造各種塑料或改善塑料的性能等.(2)作為示蹤原子一種元素的各種同位素具有的化學(xué)性質(zhì)，而用放射性同位素制成的化合物，經(jīng)歷各種過(guò)程時(shí)會(huì)不斷地，由此可以掌握它的蹤跡.,生物,化學(xué),相同,放出射線(xiàn),三、射線(xiàn)的應(yīng)用及防護(hù),2.放射性污染及其防護(hù)(1)危害：的射線(xiàn)(包括電磁輻射)會(huì)對(duì)生物體造成危害.(2)防護(hù)①使用放射性物質(zhì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不準(zhǔn)用手接觸；②廢棄不用的放射性物質(zhì)，應(yīng)，或者在____________________，并.特別要注意防止放射性物質(zhì)對(duì)、水源和的污染.,過(guò)強(qiáng),交有關(guān)部門(mén)處理,地下,遠(yuǎn)離水源,空氣,食品,指定地點(diǎn)深埋于,[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)現(xiàn)在用到射線(xiàn)時(shí)，既可以用人工放射性同位素，也可以用天然放射性物質(zhì).()(2)用γ射線(xiàn)照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期.(),,答案,√,題型探究,例1完成下列核反應(yīng)方程，并說(shuō)明哪些屬于人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)，哪些屬于衰變，及人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)和衰變有什么不同.,答案,一、對(duì)核反應(yīng)方程的再認(rèn)識(shí),人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)和衰變的比較見(jiàn)總結(jié)提升．,人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較1.不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理、化學(xué)條件的影響.2.相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生的過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒；反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒.,1.計(jì)數(shù)器當(dāng)某種粒子經(jīng)過(guò)管中時(shí)，管內(nèi)氣體分子電離，產(chǎn)生電子和正離子，這些電子到達(dá)陽(yáng)極，正離子到達(dá)陰極，在外電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái).2.云室(1)α粒子顯示的徑跡直而清晰因?yàn)棣亮Ｗ訋щ姾闪慷?，它的電離本領(lǐng)強(qiáng)，穿越云室時(shí)，在1cm路程上能使104對(duì)氣體分子產(chǎn)生電離，過(guò)飽和酒精蒸氣凝結(jié)在這些離子上，形成很清晰的徑跡.且由于α粒子質(zhì)量大，穿越云室時(shí)不易改變方向，所以顯示的徑跡很直.,二、探測(cè)射線(xiàn)的儀器和方法,(2)β粒子顯示的徑跡β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以高速β粒子的徑跡又細(xì)又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的.(3)γ射線(xiàn)的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡.3.乳膠照相高速粒子從膠片的乳膠層中通過(guò)時(shí)，會(huì)使其中的溴化銀晶粒電離形成潛像，經(jīng)顯影和定影，便可顯出粒子的徑跡.,例2(多選)用計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘404次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線(xiàn).10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線(xiàn)性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的是A.放射源射出的是α射線(xiàn)B.放射源射出的是β射線(xiàn)C.這種放射性元素的半衰期是5天D.這種放射性元素的半衰期是2.5天,,,答案,解析,√,√,解析因厚紙板能擋住這種射線(xiàn)，可知這種射線(xiàn)是穿透能力最差的α射線(xiàn)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來(lái)的四分之一，說(shuō)明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的四分之一，由半衰期公式知，經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，故半衰期是5天.,針對(duì)訓(xùn)練在云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線(xiàn)徑跡，下列說(shuō)法中正確的是A.由于γ射線(xiàn)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(zhǎng)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(qiáng)，其徑跡直而清晰,答案,解析,解析在云室中顯示粒子的徑跡是由于粒子引起氣體分子電離，電離作用強(qiáng)的α粒子容易顯示其徑跡，因α粒子質(zhì)量較大，飛行時(shí)不易改變方向，所以α粒子的徑跡直而清晰，故只有D正確.,√,1.工業(yè)部門(mén)使用射線(xiàn)測(cè)厚度——利用γ射線(xiàn)的穿透特性.2.農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線(xiàn)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長(zhǎng)保存期等.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(xué)性質(zhì).4.醫(yī)學(xué)上——利用γ射線(xiàn)的高能量治療癌癥.,三、放射性同位素的應(yīng)用,例3正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，正電子與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像.根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式.,答案,解析,(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是A.利用它的射線(xiàn)B.作為示蹤原子C.參與人體的代謝過(guò)程D.有氧呼吸,答案,解析,√,解析將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的用途是作為示蹤原子，B正確.,(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)____.(填“長(zhǎng)”“短”或“長(zhǎng)短均可”),答案,解析,短,解析根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，半衰期應(yīng)該短.,1.用射線(xiàn)來(lái)測(cè)量厚度，一般不選取α射線(xiàn)是因?yàn)槠浯┩改芰μ睿嗟氖沁x取γ射線(xiàn)，也有部分是選取β射線(xiàn)的.2.給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保存期一般選取γ射線(xiàn).3.使用射線(xiàn)時(shí)安全是第一位的.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),A.A是α粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡B.B是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡C.C是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D.B是α粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡,1.(探測(cè)射線(xiàn)的方法)用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖1所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是,√,1,2,3,4,答案,解析,圖1,解析α粒子的徑跡是沿入射方向的.生成的新核徑跡的特點(diǎn)是粗而短，根據(jù)以上特點(diǎn)可判斷D正確.,2.(放射性同位素的應(yīng)用)(多選)下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是A.射線(xiàn)探傷儀B.利用含有放射性的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況C.利用治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用以檢測(cè)確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律,√,1,2,3,4,√,答案,解析,解析射線(xiàn)探傷儀利用了射線(xiàn)的穿透能力，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤.利用含有放射性的油，可以記錄油的運(yùn)動(dòng)蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項(xiàng)B正確.利用治療腫瘤等疾病，利用了射線(xiàn)的穿透能力和高能量，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤.把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，可以記錄放射性元素的蹤跡，用以檢測(cè)確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項(xiàng)D正確.,1,2,3,4,3.(核反應(yīng)方程)以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程：x、y和z是3種不同的粒子，其中z是A.α粒子B.質(zhì)子C.中子D.電子,1,2,3,4,答案,解析,√,解析把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，可知y是，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子.因此選項(xiàng)C正確.,4.(放射性同位素的應(yīng)用)用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然的放射性同位素只不過(guò)幾十種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)2000多種，每種元素都有放射性同位素.放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用.(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線(xiàn)的照射下電荷會(huì)很快消失，其原因是A.射線(xiàn)的穿透作用B.射線(xiàn)的電離作用C.射線(xiàn)的物理、化學(xué)作用D.以上三個(gè)選項(xiàng)都不是,答案,解析,1,2,3,4,解析因放射線(xiàn)的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電性相反的離子與之中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失.,√,(2)圖2是工廠(chǎng)利用放射線(xiàn)自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖.如果工廠(chǎng)生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在α、β、γ三種射線(xiàn)中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度控制起主要作用的是____射線(xiàn).,答案,解析,1,2,3,4,解析α射線(xiàn)穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度為1毫米的鋁板，因而探測(cè)器不能探測(cè)，γ射線(xiàn)穿透物質(zhì)的本領(lǐng)極強(qiáng)，穿透1毫米厚的鋁板和幾毫米厚的鋁板打在探測(cè)器上很難分辨.β射線(xiàn)也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線(xiàn)中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，探測(cè)器容易分辨.,圖2,β,解析把摻入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)過(guò)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素的結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素完全融為一體，它們是同一種物質(zhì).這種把放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可以知道放射性原子通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的，從而可以了解某些不容易查明的情況或規(guī)律.人們把作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子.,(3)在我國(guó)首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)，需要證明人工合成的牛胰島素的結(jié)晶跟天然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C做_________.,答案,解析,1,2,3,4,示蹤原子,