沪教版高中物理选修3-5课件 4.3让射线造福人类37张PPT

课件37张PPT。　让射线造福人类一、人工放射性元素的发现
1.约里奥·居里夫妇在发现中子时错失一次良机，但后来的一个重大发现，为发现更多的放射性元素开辟了全新的途径，他们的重大发现是发现了_________________．用α粒子轰击铝箔时除探测到预料中的中子，还意外地探测到了正电子．原来是α粒子轰击铝箔后，得到了一种新元素，磷的一种同位素：放射性同位素_______，这种新元素具有正电子放射性．
2.核反应方程是：___________________________________．
人们用原子反应堆和加速器生产的放射性同
位素已达2000多种．
二、探测射线的仪器和方法
1.计数器的原理
在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压，这个电压稍低于管内气体的______________．当某种射线粒子进入管内时，它使管内的______________，产生电子……这样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子，这些电子到达________，正离子到达_________，击穿电压气体分子电离阳极阴极在计数管电路中产生了一个相当强脉冲放电，
利用电子仪器可以把放电次数记录下来．
2.云室
(1)原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子__________，___________酒精蒸汽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．
电离过饱和(2)粒子径迹：α粒子的径迹____________．β粒子的径迹比较细，而且常常_________．γ粒子的电离本领更小，在云室中一般__________它的径迹．
3.乳胶照相的原理
利用高速运动的带电粒子能使照相底片感光的特征，可以直接用照相底片来得到粒子的径迹
直而粗弯曲看不到三、放射性的应用与防护
1.射线的应用
应用共有两个方面：一方面是作为____________，另一方面是作为__________
2.放射性污染及其防护
(1)在人类生活中存在着自然辐射，像空气、水、还有一些生活用品等，这类放射源的辐射都________，没有发现对人体健康有什么影响．
射线源示踪原子很弱(2)过强的辐射，无论是哪种射线(包括电磁辐射)都会对__________造成危害．防护方法是：
远离放射源，对废弃的放射源要交给公安部门或在指定地点深埋，并要远离水源等等．
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，并且射线对人体组织有破坏作用
生物体学案导引
1.探测射线的仪器和方法有哪些？
2.射线径迹的粗细与带电量有什么关系？1.威尔逊云室
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短粗；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粒子的电
离本领更小，一般看不见它的径迹．如果把云
室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可知道粒子所带电荷的正负．
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．控制气泡室
内液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸
点．当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点
变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它的
周围就有气泡形成，从而显示粒子径迹．
3.盖革—米勒计数器
(1)构造：盖革—米勒计数器的主要部分是盖革—米勒计数管．它的外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极的导电圆筒(或在玻璃管上镀导电膜代替)，筒的中间有一条接正极的金属丝．玻璃管中装有低压的惰性气体，如氩、氖等，以及少量酒精蒸气或溴蒸气，管内压强约为10～20 kPa.金属丝和圆筒间的电压约100 V，这个电压稍低于管内气体的电离电压．(2)原理：当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．
特别提醒：根据径迹的长短和粗细，可以知
道粒子的性质；把云室放在磁场中，从带电
粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子
所带电荷的正负．
　 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β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
【思路点拨】　理解射线在云室径迹的粗细
与带电量的关系是解题的关键．
【精讲精析】　因为观察到威尔逊云室中存在细而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A选项错而B正确．射线粒子运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和汽在射线粒
子运动路径上形成的雾滴，D选项正确．
【答案】　BD【方法总结】　三种射线粒子肉眼都是看不见的，探测射线粒子的方法都是利用它们和其他物质发生作用时产生的现象，来显示射线粒子的存在．
变式训练
1.用计数器测定某放射源的放射强度为每分
钟404次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测得，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为5天
D．这种放射性元素的半衰期是2.5天
解析：选AC.因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确，B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出
放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天．
学案导引
1．人工同位素有什么优点？
2．放射性同位素有哪些主要应用？
3．对放射线进行密封和屏蔽防护时，通常怎样处理？1.人工放射性同位素的优点
(1)放射强度容易控制．
(2)可制成各种所需的形状．
(3)半衰期短，废粒易处理．
2.放射性同位素的主要应用
(1)利用它的射线
①利用γ射线的贯穿本领，可用γ射线探伤等．
②利用α射线的电离作用很强，可消除有害静电
③利用γ射线对生物组织的物理和化学作用，可用来使种子发生变异，培育良种、灭菌消毒．
④利用放射线的能量，在医疗上，常用以抑制甚至杀死病变组织，还可以轰击原子核，诱发核反应．
(2)作为示踪原子
①在农业生产中，探测农作物在不同的季节对元素的需求．②在工业中，检查输油管道上的漏油位置．
③在生物医疗上，可以检查人体对某元素的
吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范
围．
特别提醒：人造放射性同位素与天然放射性
物质相比有许多优点，因此，凡是用到射线
时，用的都是人造放射性同位素．
3.放射性的污染与防护
关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．利用γ射线使空气电离，把静电荷导走
B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加
C．利用β射线来治肺癌、食道癌
D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子
【思路点拨】　利用放射性同位素两个方面的主要应用进行分析判断．
【精讲精析】　γ射线的电离作用很弱，把
静电荷导走，应该使用α射线，A错误．γ射
线对生物具有物理化学作用，照射种子可使
基因变异，可用于放射性治疗，β射线不具
有生物作用，B、C均错，同位素的核外电
子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记”，可用探测器探测到，D正确．
【答案】　D
【规律总结】　放射性同位素两个方面的应用：
(1)利用它的射线：α射线的电离作用，γ射线的贯
穿本领和生物作用，β射线的贯穿本领．
(2)作为示踪原子：多数情况下用β射线，因为γ射线难于探测到．
变式训练
2.(2012·临沂检测)2011年3月11日，日本
东北部宫城县发生里氏9.0级强烈地震，地震导致福岛核电站发生泄漏，酿就了核泄漏事故，核泄漏事故会造成严重后果，其原因是(　　)
A．铀、钚等物质有放射性
B．铀、钚等物质半衰期很长
C．铀、钚等重金属有剧毒
D．铀、钚等物质会造成爆炸
解析：选ABC.放射线对人体组织、生物都有害，核泄漏后产生的危害主要是放射线，且其半衰期长，在很长时间内具有放射性，故A、B、C正确；核泄漏物中含有大量重金属，但不会自发爆炸，故D错误．
关于放射性的应用
[经典案例]　近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　　)
A．γ射线具有很强的贯穿本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地
【审题指导】　正确理解γ射线的特性是解此
题的关键．
【解题样板】　γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米的铅板，但它的电离作用很小
γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑
颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞．如图所示．
综上所述，本题正确选项为A、C.
【答案】　AC
【借题发挥】　γ刀是物理学家创造的高科
技产物，这里的“刀”的本质显然就是大量
能量的会聚，能量会聚在具有确定边界的小
体积内，并将小体积物块损毁，就达到了外
科手术的效果．实际上将X光子、质子、中
子、α粒子等高能粒子射线进行交会也能形成类似的“刀”，称之为“粒子手术刀”，而γ刀仅是较早产生的其中一员，可以预见物理学家创造的“刀”将会更广泛地应用于其他疾病治疗中，造福人类．