探测射线的方法和19.4放射性的应用与防护解析精选课件PPT
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高中物理 19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护课件 新人教版选修3-5
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(3)优缺点 ①优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很 方便的. ②缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能 用来计数，而不能区分射线的种类.如果同时有大量粒子，或 两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能区分 它们.
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气泡室的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，而云室里装的是气体.
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二、核反应及核反应方程
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1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
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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：
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【典例1】用盖革—米勒计数器测定放板放在计数器与放射源之间，计数器 几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度 为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正 确的是( ) A.放射源射出的是α射线 B.放射源射出的是β射线 C.这种放射性元素的半衰期是5天 D.这种放射性元素的半衰期是2.5天
A.A=2，Z=1
B.A=2，Z=2
C.A=3，Z=3
D.A=3，Z=2
【解题指导】解答本题时，可参照以下解题步骤：
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【标准解答】选D.写出核反应方程：AZX+21H 42He+11H， 由质量数守恒和电荷数守恒，列方程A+2=4+1，Z+1=2+1， 解 得：A=3，Z=2，故答案为D.
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(1)核反应过程一般都是不可逆的,核反应方程不能用 等号连接，只能用单向箭头表示反应方向. (2)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程 中，一般会发生质量的变化.
(3)优缺点 ①优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很 方便的. ②缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能 用来计数，而不能区分射线的种类.如果同时有大量粒子，或 两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能区分 它们.
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气泡室的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，而云室里装的是气体.
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二、核反应及核反应方程
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1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
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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：
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【典例1】用盖革—米勒计数器测定放板放在计数器与放射源之间，计数器 几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度 为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正 确的是( ) A.放射源射出的是α射线 B.放射源射出的是β射线 C.这种放射性元素的半衰期是5天 D.这种放射性元素的半衰期是2.5天
A.A=2，Z=1
B.A=2，Z=2
C.A=3，Z=3
D.A=3，Z=2
【解题指导】解答本题时，可参照以下解题步骤：
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【标准解答】选D.写出核反应方程：AZX+21H 42He+11H， 由质量数守恒和电荷数守恒，列方程A+2=4+1，Z+1=2+1， 解 得：A=3，Z=2，故答案为D.
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(1)核反应过程一般都是不可逆的,核反应方程不能用 等号连接，只能用单向箭头表示反应方向. (2)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程 中，一般会发生质量的变化.
19-3探测射线的方法19-4放射性的应用与防护42张ppt
C．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见到 质子引起的闪烁
D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不 到α粒子引起的闪烁
【答案】D
【解析】实验目的是观察α粒子轰击氮核产 生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔 厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透 过，所以D选项正确。
*对应训练* 1．关于用威耳逊云室探测射线，下列说法
知识与技能 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及应用。 3．知道如何防护放射线。 过程与方法 1．观察探测射线实验仪器。 2．经历威耳逊云室、盖革计数器观察射线
的过程。 3．调查放射性同位素在生产生活中的应用。
情感、态度与价值观
3．第一次实现原子核人工转变的方程为 ______________。
4．原子核在其他粒子的轰击下产生 ________的过程称为核反应。与衰变过程 一样，在核反应中，________守恒， ________守恒。
5．有些同位素具有________，叫做放射性 同位素。第一次用人工的方式生成的放射性 同位素是________，其生成方程式为
A.147N＋24He―→178O＋10n B.2113Na＋42He―→2162Mg＋11H C.168O＋10n―→167F＋11H D.105B＋42He―→147N＋10n
()
【答案】B、C
【解析】由核反应过程中质量数和电荷数守 恒的规律可知，B、C正确。
放射线的危害
对于放射线的危害，人们既熟悉又陌生。在 常人的印象里，它是与威力无比的原子弹、 氢弹的爆炸联系在一起的，随着全世界和平 利用核能呼声的高涨，核武器的禁止使用， 核试验的大大减少，人们似乎已经远离放射 线危害。然而，近年来，随着放射性同位素 及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领 域的广泛应用，放射线危害的可能性却在增 大。
D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不 到α粒子引起的闪烁
【答案】D
【解析】实验目的是观察α粒子轰击氮核产 生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔 厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透 过，所以D选项正确。
*对应训练* 1．关于用威耳逊云室探测射线，下列说法
知识与技能 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及应用。 3．知道如何防护放射线。 过程与方法 1．观察探测射线实验仪器。 2．经历威耳逊云室、盖革计数器观察射线
的过程。 3．调查放射性同位素在生产生活中的应用。
情感、态度与价值观
3．第一次实现原子核人工转变的方程为 ______________。
4．原子核在其他粒子的轰击下产生 ________的过程称为核反应。与衰变过程 一样，在核反应中，________守恒， ________守恒。
5．有些同位素具有________，叫做放射性 同位素。第一次用人工的方式生成的放射性 同位素是________，其生成方程式为
A.147N＋24He―→178O＋10n B.2113Na＋42He―→2162Mg＋11H C.168O＋10n―→167F＋11H D.105B＋42He―→147N＋10n
()
【答案】B、C
【解析】由核反应过程中质量数和电荷数守 恒的规律可知，B、C正确。
放射线的危害
对于放射线的危害，人们既熟悉又陌生。在 常人的印象里，它是与威力无比的原子弹、 氢弹的爆炸联系在一起的，随着全世界和平 利用核能呼声的高涨，核武器的禁止使用， 核试验的大大减少，人们似乎已经远离放射 线危害。然而，近年来，随着放射性同位素 及射线装置在工农业、医疗、科研等各个领 域的广泛应用，放射线危害的可能性却在增 大。
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
【思路点拨】书写核反应方程要注意以下两点： 关键点 (1)分清反应的种类，是衰变还是人工核反应. (2)根据电荷数守恒和质量数守恒确定出新原子核和放出的粒 子.
【规范解答】(1)147N+10n → 146C+11H (2)147N+42He → 178O+11H (3)105B+10n → 73Li+42He (4)94Be+42He → 126C+10n (5)5626Fe+21H → 5727Co+10n 其中发现质子的核反应方程是(2).
(1)怎样使云室内的气体达到过饱和状态? (2)过饱和气体为什么能显示出射线中粒子的轨迹？
【要点整合】 1.三种射线在云室中径迹的不同 (1)α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向.由于 它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹 直而粗. (2)β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本 领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而 且常常弯曲. (3)γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹.
【想一想】医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长 的还是短的？为什么？ 提示：半衰期短的.因为半衰期短的放射性废料容易处理.
探究威耳逊云室和盖革—米勒计数器 【探究导引】 云室的主要结构如图所示.圆筒形容器的下底是一个可在小范围 活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室内发生的现象 或进行照相.放射源可放在室内侧壁附近，也可放在室外侧壁的 窗口.思考以下问题：
原子核的人工转变和核反应方程 【探究导引】 放射性同位素有多方面的应用，如医学上的放射治疗及示踪原 子等，请思考下列问题： (1)原子核的人工转变需要什么条件？ (2)人工放射性同位素的优点是什么？
放射性的应用与防护 课件
4．放射性同位素的应用与防护 (1)定义：有些同位素具有 放射性 ，叫做放射性同位素。 (2)发现： ①1934 年约里奥·居里夫妇发现经过 α 粒子轰击的铝片中 含有放射性磷3105P。 ②发现磷同位素的方程： 42He＋2173Al―→3105P＋10n 。
(3)应用与防护： ①应用：应用它的 射线 和作为示踪原子。 ②防护：在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程， 注意人身安全，同时要防止 放射性物质 对水源 、空气、用具等 的污染。 [关键一点] 放射性物质的放射性是一把双刃剑，在应用 的同时，也要尽可能减少它的危害。
2．气泡室探测射线的特点 控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体 的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体 过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察 比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧， 可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得 多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
1．云室对三种射线的探测 α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并 且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径 迹直而粗。β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向， 并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的 径迹比较细，且常常发生弯曲。γ射线的电离本领更小，一 般看不到它的径迹。
1．人工转变核反应的条件 用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原子 核发生转变。 2．人工转变核反应的实质 用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而 是粒子打入原子核内部使核发生了转变。
3．原子核人工转变的三个发现 (1)卢瑟福发现质子：147N＋42He→187O＋11H (2)查德威克发现中子：94Be＋42He→126C＋10n (3)约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子： 2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋10e 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。
193探测射线的方法194放射性的应用与防护精品PPT课件
例1、（多选）下列关于放射线的探测说法正确的是（ A BC ）
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动量、能量及带电等情况 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性质
例2、在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中
在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1213Na 俘获1个α粒子后放出1个质子
（2）1237 Al 俘获1个α粒子后放出1个中子
（3）
16 8
O
俘获1个中子后放出1个质子
二、人工放射性同位素
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.
1934年，约里奥—居里夫妇 发现α粒子轰
1 7 4N+2 4H e 18 7O +1 1H
荧 光 屏
氮气
α射线 铝 箔 显微镜
2、查德威克用α粒子轰击铍核发现中子 n：
4 9B e+2 4H e 16 2C+0 1n
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素 的原子核，也都产生类似的转变。
3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生 新原子核的过程。
2、可以制成各种需要的形状
3、半衰期更短,放射性废料容易 处理
三、放射性同位素的应用
（1）利用它的射线
A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查 金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射 线探伤仪．
B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系， 来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度 等，从而实现自动控制。
虽然肉眼看不见射线，但是,射线中的粒子与 其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
[解析] (1)因放射性的电离作用，空气中与验电器所带电荷电 性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失． (2)α 射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度 1 mm 的铝板，因 而探测器不能探到，γ 射线穿透本领最强，穿透 1 mm 的铝板和 几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨，β 射线也能穿透几毫米厚 的铝板，但厚度不同，穿透后 β 射线中的电子运动状态不同， 探测器容易分辨．
直而粗
②
弯曲
(2)气泡室：气泡室的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． 粒子通过_过__热___液体时，在它的周围产生__气__泡__而形成粒子的
径迹．
(3)盖革—米勒计数器 ①优点：G-M 计数器非常_灵__敏___，使用方便． ②缺点：只能用来_计__数___，不能区分_射__线__的__种__类___．
三、放射性同位素的应用与防护 1．应用射线：利用 γ 射线的_穿__透__本__领___可以测厚度等，还可以 用于放射治疗、照射种子培育优良品种等． 2．示踪原子：一种元素的各种同位素具有_相__同___的化学性质， 用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达 的位置． 3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线 对人体组织_有__破__坏__作__用___．要防止放射性物质对水源、空气、 用具等的污染．
原子的人工核反应和人工转变 1.条件：用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原 子核发生转变． 2.实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开， 而是粒子打入原子核内部使核发生了转变． 3.规律 (1)质量数、电荷数守恒． (2)动量守恒．
4.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 147N＋42He→178O＋11H. (2)1932 年查德威克发现中子的核反应 94Be＋42He→126C＋10n. (3)1934 年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素的核反应： 2173Al＋42He→3105P＋10n；1350P→1340Si＋01e. 5．核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接， 只能用单向箭头表示反应方向．
探测射线的方法 放射性的应用与防护--优质获奖精品课件 (19)
D.贯穿作用
答案:A
解析:用 14C 标记 C60 来查明元素的行踪,发现可以通过断裂 DNA 抑制
艾滋病病毒的繁殖,因此 14C 的作用是作示踪原子,故选项 A 正确。
3.在下列 4 个核反应方程中,x 表示质子的是(
30
30
A.15
P→14
SI+x
)
234
B.238
92 U→90 Th+x
27
19.4 放射性的应用与防护
二、放射性的应用与防止
1.核反应
(1)什么是核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过
程,称为核反应。
(2)核反应的规律:在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒,还遵循动
量守恒。
(3)原子核的人工转变:原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子
核,这种核反应称为人工转变。
2.人工放射性同位素
A.①②
B.②③
)
C.①②③
D.①④
答案:D
解析:用“γ 刀”进行手术,利用的是 γ 射线具有较强的穿透本领能够
进入病灶区,再利用 γ 射线具有很高的能量杀死癌细胞。γ 射线的电离
本领最弱,故选项 D 是正确的。
对放射线污染与防护的进一步理解
类型
举例措施
核爆炸
污染
核泄漏
医疗照射
距离防护
时间防护
防护
屏蔽防护
仪器监测
说明
核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的 γ 射线和
中子流,长期存在放射性污染
核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料,一旦泄漏
就会造成严重污染
医疗中如果放射线的剂量过大,也会导致病人受到伤害,
甚至造成病人的死亡
答案:A
解析:用 14C 标记 C60 来查明元素的行踪,发现可以通过断裂 DNA 抑制
艾滋病病毒的繁殖,因此 14C 的作用是作示踪原子,故选项 A 正确。
3.在下列 4 个核反应方程中,x 表示质子的是(
30
30
A.15
P→14
SI+x
)
234
B.238
92 U→90 Th+x
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19.4 放射性的应用与防护
二、放射性的应用与防止
1.核反应
(1)什么是核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过
程,称为核反应。
(2)核反应的规律:在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒,还遵循动
量守恒。
(3)原子核的人工转变:原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子
核,这种核反应称为人工转变。
2.人工放射性同位素
A.①②
B.②③
)
C.①②③
D.①④
答案:D
解析:用“γ 刀”进行手术,利用的是 γ 射线具有较强的穿透本领能够
进入病灶区,再利用 γ 射线具有很高的能量杀死癌细胞。γ 射线的电离
本领最弱,故选项 D 是正确的。
对放射线污染与防护的进一步理解
类型
举例措施
核爆炸
污染
核泄漏
医疗照射
距离防护
时间防护
防护
屏蔽防护
仪器监测
说明
核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的 γ 射线和
中子流,长期存在放射性污染
核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料,一旦泄漏
就会造成严重污染
医疗中如果放射线的剂量过大,也会导致病人受到伤害,
甚至造成病人的死亡
探测射线的方法放射性的应用与防护ppt课件
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3.放射性同位素的应用: (1)利用射线测 _厚__度__、放射治疗、_培__育__新__品__种__、延长保质 期等。 (2)作为示踪原子:利用同一种元素的化学性质与其放射性同位 素的化学性质_完__全__相__同__,可以用放射性同位素代替_非__放__射__性__ _的__同__位__素__制成各种化合物,这种化合物的化学性质不会发生变 化,但它却带有“放射性标记”,用放射性探测仪就可以探测出 来,有这种用途的_放__射__性__同__位__素__叫做“示踪原子”。
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③优缺点。 优点:G -M计数器非常_灵__敏_,使用方便。 缺点:只能用来_计__数__,不能区分_射__线__的种类。如果同时有_大__量__ 粒子,或两个粒子射来的时间:间隔小于_2_0_0_μ s,盖革—米勒计 数器也不能区分它们。
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二、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_新__原__子__核__的过程, 称为_核__反__应__。 (2)特点:在核反应中,_质__量__数__守恒、_电__荷__数__守恒。 (3)人工转变核反应方程:_17_4_N__24_H__e___187_O___11 _H______; _94 B__e__42_H_e___16_2 _C__10_n________。
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提示:(1)√。射线是看不见的,所以要通过射线粒子和其他物质 的作用来间接地观察。 (2)√。威耳逊云室是通过带电粒子对酒精蒸气的电离进而凝集 成雾滴来实现射线径迹的呈现的。 (3)×。气泡室内的液体的温度和压强要略低于沸点。 (4)×。盖革—米勒计数器灵敏但不能区分射线的种类。
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2.想一想: (1)云室和气泡室是应用射线的穿透能力还是电离能力研究射 线的径迹? 提示:研究过程需要显示粒子(射线)的轨迹,所以利用的不是射 线的穿透能力,而是应用射线的电离能力。 (2)衰变和原子核的人工转变有什么不同? 提示:衰变是放射性元素自发的现象,原子核的人工转变是能够 人工控制的核反应。其核反应方程的书写也有区别。
3.放射性同位素的应用: (1)利用射线测 _厚__度__、放射治疗、_培__育__新__品__种__、延长保质 期等。 (2)作为示踪原子:利用同一种元素的化学性质与其放射性同位 素的化学性质_完__全__相__同__,可以用放射性同位素代替_非__放__射__性__ _的__同__位__素__制成各种化合物,这种化合物的化学性质不会发生变 化,但它却带有“放射性标记”,用放射性探测仪就可以探测出 来,有这种用途的_放__射__性__同__位__素__叫做“示踪原子”。
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③优缺点。 优点:G -M计数器非常_灵__敏_,使用方便。 缺点:只能用来_计__数__,不能区分_射__线__的种类。如果同时有_大__量__ 粒子,或两个粒子射来的时间:间隔小于_2_0_0_μ s,盖革—米勒计 数器也不能区分它们。
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二、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_新__原__子__核__的过程, 称为_核__反__应__。 (2)特点:在核反应中,_质__量__数__守恒、_电__荷__数__守恒。 (3)人工转变核反应方程:_17_4_N__24_H__e___187_O___11 _H______; _94 B__e__42_H_e___16_2 _C__10_n________。
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提示:(1)√。射线是看不见的,所以要通过射线粒子和其他物质 的作用来间接地观察。 (2)√。威耳逊云室是通过带电粒子对酒精蒸气的电离进而凝集 成雾滴来实现射线径迹的呈现的。 (3)×。气泡室内的液体的温度和压强要略低于沸点。 (4)×。盖革—米勒计数器灵敏但不能区分射线的种类。
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2.想一想: (1)云室和气泡室是应用射线的穿透能力还是电离能力研究射 线的径迹? 提示:研究过程需要显示粒子(射线)的轨迹,所以利用的不是射 线的穿透能力,而是应用射线的电离能力。 (2)衰变和原子核的人工转变有什么不同? 提示:衰变是放射性元素自发的现象,原子核的人工转变是能够 人工控制的核反应。其核反应方程的书写也有区别。
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9 4B 4 2 e H 1 e 6C 2 0 1n
一、核反应
1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原 子核的过程，------------核反应 2、规律：在核反应中，质量数和电荷数都守恒 3、几个人工核转变方程
（1）发现质子的核反应方程 ——卢瑟福
1 7 4N 4 2H e 1 7 8O 1 1H
第十九章 原子核
§3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
1、使气体或 液体电离
2、使照相乳 胶感光
3、使荧光物 质产生荧光
·威尔逊云室利用了射线的电离本 领。
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：
a 射线在云室中的径迹：直而粗
子的质量与质子质量差不多。他还确定这不带电的粒子不
可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒
子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证
实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为
“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
中子的发现，有重大的意义： 中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响， 是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供 研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ 三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更 有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了 许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子 能的利用。
第十九章 原子核 §4 放射性的应用与防护
衰变是原子核的自发变化，科 学家更希望人工控制原子核的变化。
一、核反应：
1、定义： 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程，----------核反应
2、规律：
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
材料——质子的发现
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ 上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿 过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮 核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法 实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
三、盖革——米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研
制出的计数器用来检测放射性是非常方便的，
盖革—米勒计数管的结构如图所示：
1、构造
窗
阴
阳
口
极
极
粒 子
接 放 大
器
三、盖革——米勒计数器
2、工作原理
工作原理具体分析：
射线粒子进入管中，使管中气体电离， 产生的电子在电场中加速，撞击气体分子， 又使气体分子电离，产生电子……
原因：a 粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿途产生的离子多。
ß射线在云室中的径迹：比较细，且常常弯曲
原因： ß粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向， 电离本领小，沿途产生的离子少。
γ粒子电离能力很弱，云室中一般看不到它的 径迹。
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的
径迹：
射线径迹
射线径迹
径迹的长短和粗细 可以知道粒子的性质；
二、人工放射性同位素及其应用
1、放射性同位素 天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方 法得到的放射性性同位素有一千多种，因而放射性 同位素有着广泛的用途。由于同位素的核电荷数相 同，所以化学性质相同。
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击 铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正 电子，正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子 相反，为一个单位的正电荷，更意外的是，拿走放 射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电 子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝 核被粒子击中后发生了下面的反应：
材料——中子的发现
1932年１月底，查得威克得到这一 论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他 认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反 能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师 卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中 子。他决定用云室的方法探测射线的速 度和质量。
他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ
射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒
（2）发现中子的核反应方程 ——查德威克
9 4 B 4 2 e H 1 e 6 C 2 0 1 n
例1：指出下列核反应中的错误并更正：
( 1 ) 1 7 4 N + 1 8 7 O + 质 子
( 2 ) 1 7 4 C + 2 4H e 1 8 7 O + 1 1H ( 3 ) 4 9 B e + 2 4 H e 1 6 3 C +
材料——中子的发现
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击 元素 铍核，发现铍核没射出质子，而放出了一种新的 射线（铍辐射）．这种射线几乎不能使气体电离，在 电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯 穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量
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，在电路中产生一次脉冲放电，利 用电子仪器将放电次数记录下来。
3、盖革－米勒计数器优缺点
优点：G-M计数器非常灵敏，用它检测射线 十分方便。
不足：不同射线在计数器中产生的现象相同， 因此只能用来计数，不能区分射线种类；如 果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间 间隔小于200μs，计数器也不能区分。
粒子轨迹的弯曲方向 可以知道粒子带电的正 负．（加磁场）
二、气泡室
-----高能物理实验的最风行的探测设备
气泡室是由一密 闭容器组成，容 器中盛有工作液 体
二二、、气气泡泡室室
·气泡室利用了射线的电离本领。 粒子通过液体时在它周围就有气泡形成，可分析 粒子的动量、能量和带电情况。 ·带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛 伦兹力的作用
材料——质子的发现
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量 和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电 子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是 p
1 7 4N 4 2H e 1 7 8O 1 1H
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生 类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成 分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。
一、核反应
1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原 子核的过程，------------核反应 2、规律：在核反应中，质量数和电荷数都守恒 3、几个人工核转变方程
（1）发现质子的核反应方程 ——卢瑟福
1 7 4N 4 2H e 1 7 8O 1 1H
第十九章 原子核
§3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
1、使气体或 液体电离
2、使照相乳 胶感光
3、使荧光物 质产生荧光
·威尔逊云室利用了射线的电离本 领。
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：
a 射线在云室中的径迹：直而粗
子的质量与质子质量差不多。他还确定这不带电的粒子不
可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒
子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证
实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为
“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。
中子的发现，有重大的意义： 中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响， 是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供 研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ 三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更 有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得了 许多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子 能的利用。
第十九章 原子核 §4 放射性的应用与防护
衰变是原子核的自发变化，科 学家更希望人工控制原子核的变化。
一、核反应：
1、定义： 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核 的过程，----------核反应
2、规律：
在核反应中，质量数和电荷数都守恒
材料——质子的发现
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ 上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿 过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮 核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法 实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。
三、盖革——米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研
制出的计数器用来检测放射性是非常方便的，
盖革—米勒计数管的结构如图所示：
1、构造
窗
阴
阳
口
极
极
粒 子
接 放 大
器
三、盖革——米勒计数器
2、工作原理
工作原理具体分析：
射线粒子进入管中，使管中气体电离， 产生的电子在电场中加速，撞击气体分子， 又使气体分子电离，产生电子……
原因：a 粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿途产生的离子多。
ß射线在云室中的径迹：比较细，且常常弯曲
原因： ß粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向， 电离本领小，沿途产生的离子少。
γ粒子电离能力很弱，云室中一般看不到它的 径迹。
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的
径迹：
射线径迹
射线径迹
径迹的长短和粗细 可以知道粒子的性质；
二、人工放射性同位素及其应用
1、放射性同位素 天然存在的放射性元素只有四十几种，但用人工方 法得到的放射性性同位素有一千多种，因而放射性 同位素有着广泛的用途。由于同位素的核电荷数相 同，所以化学性质相同。
1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里在用粒子轰击 铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正 电子，正电子的质量跟电子相同，所带电荷与电子 相反，为一个单位的正电荷，更意外的是，拿走放 射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电 子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝 核被粒子击中后发生了下面的反应：
材料——中子的发现
1932年１月底，查得威克得到这一 论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他 认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反 能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师 卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中 子。他决定用云室的方法探测射线的速 度和质量。
他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ
射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒
（2）发现中子的核反应方程 ——查德威克
9 4 B 4 2 e H 1 e 6 C 2 0 1 n
例1：指出下列核反应中的错误并更正：
( 1 ) 1 7 4 N + 1 8 7 O + 质 子
( 2 ) 1 7 4 C + 2 4H e 1 8 7 O + 1 1H ( 3 ) 4 9 B e + 2 4 H e 1 6 3 C +
材料——中子的发现
1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击 元素 铍核，发现铍核没射出质子，而放出了一种新的 射线（铍辐射）．这种射线几乎不能使气体电离，在 电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯 穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量
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，在电路中产生一次脉冲放电，利 用电子仪器将放电次数记录下来。
3、盖革－米勒计数器优缺点
优点：G-M计数器非常灵敏，用它检测射线 十分方便。
不足：不同射线在计数器中产生的现象相同， 因此只能用来计数，不能区分射线种类；如 果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间 间隔小于200μs，计数器也不能区分。
粒子轨迹的弯曲方向 可以知道粒子带电的正 负．（加磁场）
二、气泡室
-----高能物理实验的最风行的探测设备
气泡室是由一密 闭容器组成，容 器中盛有工作液 体
二二、、气气泡泡室室
·气泡室利用了射线的电离本领。 粒子通过液体时在它周围就有气泡形成，可分析 粒子的动量、能量和带电情况。 ·带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛 伦兹力的作用
材料——质子的发现
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量 和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电 子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是 p
1 7 4N 4 2H e 1 7 8O 1 1H
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生 类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成 分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。