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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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。
Leabharlann Baiduγ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；
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
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。
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 在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射 线的能量．
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：
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
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 §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。
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
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……
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。
（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 +
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。
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。
Leabharlann Baiduγ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；
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
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。
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 在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射 线的能量．
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：
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
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 §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。
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
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……
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。
（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 +
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。