2018_19版高中物理第4章從原子核到夸克4.3讓射線造福人類課件滬科版.pptx

1、4.3讓射線造福人類,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.了解探測射線的幾種儀器和方法. 3.知道放射性同位素的常見應(yīng)用.,內(nèi)容索引,知識探究 新知探究 點(diǎn)點(diǎn)落實(shí),題型探究 重點(diǎn)難點(diǎn) 各個擊破,達(dá)標(biāo)檢測 當(dāng)堂檢測 鞏固反饋,知識探究,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粒子轟擊鋁箔時，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)常見的人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)有：,知識梳理 1.放射性同位素的分

2、類 (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,幾十,2 000多,即學(xué)即用判斷下列說法的正誤. (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)探究肉眼看不見射線，但是射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時的現(xiàn)象，會顯示射線的存在.閱讀課本，舉出一些探測射線的方法

3、.,二、探測射線的儀器和方法,答案,答案(1)射線使氣體發(fā)生電離，使計數(shù)管電路中出現(xiàn)脈沖電流. (2)射線使氣體分子電離產(chǎn)生離子，過飽和汽以這些離子為核心凝結(jié)成一條霧跡. (3)射線中的粒子使照相底片感光.,知識梳理 1.計數(shù)器 (1)原理：計數(shù)器的主要部分是 .射線進(jìn)入管內(nèi)，使管內(nèi)氣體發(fā)生一連串的 ，從而使計數(shù)管電路中出現(xiàn)一個相當(dāng)強(qiáng)的 . (2)作用：記錄粒子進(jìn)入管的 . 2.云室 (1)原理：射線使氣體分子 產(chǎn)生離子，過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)動的帶電粒子能使照相底片 .

4、(2)作用：記錄粒子 .,感光,徑跡,即學(xué)即用判斷下列說法的正誤. (1)計數(shù)器非常靈敏，不僅可以計數(shù)，還可以區(qū)分射線的種類.() (2)云室可以顯示粒子和粒子的徑跡.() (3)高速粒子在云室中的徑跡又短又粗而且是彎曲的.(),答案,知識梳理 1.射線的應(yīng)用 (1)作為射線源 檢查物體內(nèi)部情況，檢查產(chǎn)品的密度和厚度. 利用射線的 效應(yīng)，消滅害蟲、殺菌消毒、治療癌癥等. 利用射線的 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)歷各種過程時會不斷地 ，由此可以掌握它的蹤跡.,生物,

5、化學(xué),相同,放出射線,三、射線的應(yīng)用及防護(hù),2.放射性污染及其防護(hù) (1)危害： 的射線(包括電磁輻射)會對生物體造成危害. (2)防護(hù) 使用放射性物質(zhì)時必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不準(zhǔn)用手接觸； 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 、水源和 的污染.,過強(qiáng),交有關(guān)部門處理,地下,遠(yuǎn)離水源,空氣,食品,指定地點(diǎn)深埋于,即學(xué)即用判斷下列說法的正誤. (1)現(xiàn)在用到射線時，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)用射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期.(),答案,題型探究,例1完成下列核反應(yīng)方程，并說明哪些屬于人工轉(zhuǎn)

6、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、對核反應(yīng)方程的再認(rèn)識,人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)和衰變的比較見總結(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)與衰變過程一樣，在發(fā)生的過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒；反應(yīng)前后粒子總動量守恒.,1.計數(shù)器 當(dāng)某種粒子經(jīng)過管中時，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. 2.云

7、室 (1)粒子顯示的徑跡直而清晰 因?yàn)榱Ｗ訋щ姾闪慷?，它的電離本領(lǐng)強(qiáng)，穿越云室時，在1 cm路程上能使104對氣體分子產(chǎn)生電離，過飽和酒精蒸氣凝結(jié)在這些離子上，形成很清晰的徑跡.且由于粒子質(zhì)量大，穿越云室時不易改變方向，所以顯示的徑跡很直.,二、探測射線的儀器和方法,(2)粒子顯示的徑跡 粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以高速粒子的徑跡又細(xì)又直，低速粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的. (3)射線的電離本領(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時，會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.

8、,例2(多選)用計數(shù)器測定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘404次，若將一張厚紙板放在計數(shù)器與放射源之間，計數(shù)器幾乎測不到射線.10天后再次測量，測得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說法正確的是 A.放射源射出的是射線 B.放射源射出的是射線 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，可知這種射線是穿透能力最差的射線，選項(xiàng)A正確，B錯誤； 10天后測出放射強(qiáng)度為原來的四分之一，說明10天后放射性元素的原子核個數(shù)只有原來的四分之一，由半衰期公式知，經(jīng)過了兩個半衰期，故半衰期是5天.,針對訓(xùn)練在云室中

9、，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，下列說法中正確的是 A.由于射線的能量大，容易顯示其徑跡 B.由于粒子的速度大，其徑跡粗而且長 C.由于粒子的速度小，不易顯示其徑跡 D.由于粒子的電離作用強(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)的粒子容易顯示其徑跡，因粒子質(zhì)量較大，飛行時不易改變方向，所以粒子的徑跡直而清晰，故只有D正確.,1.工業(yè)部門使用射線測厚度利用射線的穿透特性. 2.農(nóng)業(yè)應(yīng)用射線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

10、射線的高能量治療癌癥.,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)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像.根據(jù)PET原理，回答下列問題： (1)寫出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 B.作為示蹤原子 C.參與人體的代謝過程 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)生一對光子，從而

11、被探測器探測到，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”“短”或“長短均可”),答案,解析,短,解析根據(jù)同位素的用途，為了減小對人體的傷害，半衰期應(yīng)該短.,1.用射線來測量厚度，一般不選取射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ?，更多的是選取射線，也有部分是選取射線的. 2.給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長食物保存期一般選取射線. 3.使用射線時安全是第一位的.,達(dá)標(biāo)檢測,A.A是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡 B.B是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡 C.C是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡 D.B是粒子的徑跡，C是質(zhì)子

12、的徑跡，A是新核的徑跡,1.(探測射線的方法)用粒子照射充氮的云室，攝得如圖1所示的照片，下列說法中正確的是,1,2,3,4,答案,解析,圖1,解析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.射線探傷儀 B.利用含有放射性 的油，檢測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,解析射線探傷儀利用了射線的穿透能力，所以選項(xiàng)A錯誤. 利用含有放射性 的油，可以記錄油的運(yùn)動蹤跡

13、，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，利用了射線的穿透能力和高能量，所以選項(xiàng)C錯誤. 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.粒子 B.質(zhì)子 C.中子 D.電子,1,2,3,4,答案,解析,解析把前兩個方程化簡，消去x，可知y是 ，結(jié)合第三個方程，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，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天

14、然的放射性同位素只不過幾十種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)2 000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)電器在放射線的照射下電荷會很快消失，其原因是 A.射線的穿透作用B.射線的電離作用 C.射線的物理、化學(xué)作用 D.以上三個選項(xiàng)都不是,答案,解析,1,2,3,4,解析因放射線的電離作用，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是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖.如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在、三種射線中，你認(rèn)為對鋁板的厚度控制起主要作用的是_射線.,答案,解析,1,2,3,4,解析射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度為1毫米的鋁板，因而探測器不能探測，射線穿透物質(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器上很難分辨.射線也能夠穿透1毫米甚至幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后射線中的電子運(yùn)動狀態(tài)不同，探測器容易分辨.,圖2,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