高中物理:19.3《探测射线的方法以及放射性的应用与防护》复习课件(新人教选修35).ppt
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1、 带电带电带电带电性性性性氦核流氦核流氦核流氦核流穿透穿透穿透穿透能力能力能力能力构成构成构成构成速度速度速度速度实质实质实质实质名称名称名称名称正正正正强强强强弱弱弱弱C/10C/10电离电离电离电离能力能力能力能力负负负负弱弱弱弱强强强强接近接近接近接近C C C C电子流电子流电子流电子流中中中中最弱最弱最弱最弱极强极强极强极强光子光子光子光子C C光子流光子流光子流光子流复习回顾复习回顾:2021/8/11 星期三1例:例:天然放射性元素天然放射性元素 (钍钍)经过一系列经过一系列衰变和衰变和衰变之后变成衰变之后变成 (铅)下列论(铅)下列论断中正确的是(断中正确的是()A.铅核比钍核
2、少铅核比钍核少24个中子个中子B.铅核比钍核少铅核比钍核少8个质子个质子C.衰变过程中共有衰变过程中共有4次次衰变和衰变和8次次衰变衰变D.衰变过程中共有衰变过程中共有6次次衰变和衰变和4次次衰变衰变BD2021/8/11 星期三2在下列核反应方程中,X代表质子的方程是()()()()()nHeXHDXnHCXOHeNBXPHeAlA042311021178421473015422713+1+g+BC2021/8/11 星期三3半衰期、它表征放射性元素的原子核有半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。它是从大量一半发生衰变所需的时间。它是从大量原子核衰变中得出的统计规律,对个
3、别原子核衰变中得出的统计规律,对个别的放射性原子核的衰变无实际物理意义。的放射性原子核的衰变无实际物理意义。半衰期由原子核的内部因素决定,与外半衰期由原子核的内部因素决定,与外界条件及与物质的物理、化学状态无关。界条件及与物质的物理、化学状态无关。即使处于物理运动,化学变化中也不会即使处于物理运动,化学变化中也不会影响它的半衰期。因此它是反映某种元影响它的半衰期。因此它是反映某种元素原子核特征的重要物理量。素原子核特征的重要物理量。2021/8/11 星期三4探测射线的方法探测射线的方法2021/8/11 星期三51、粒子使气体或液体电离,以这些、粒子使气体或液体电离,以这些离子为核心,过饱和
4、汽会产生云雾,离子为核心,过饱和汽会产生云雾,过热液体会产生气泡过热液体会产生气泡2、使照相底片感光、使照相底片感光3、使荧光物质产生荧光、使荧光物质产生荧光射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象:射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象:2021/8/11 星期三6一、威尔逊云室:一、威尔逊云室:一、威尔逊云室:一、威尔逊云室:构造:一个圆筒状容器,构造:一个圆筒状容器,构造:一个圆筒状容器,构造:一个圆筒状容器,低部可以上下移动,上盖低部可以上下移动,上盖低部可以上下移动,上盖低部可以上下移动,上盖是透明的,内有干净空气是透明的,内有干净空气是透明的,内有干净空气是透明的,内有干净空气实验时
5、,加入少量酒精,实验时,加入少量酒精,实验时,加入少量酒精,实验时,加入少量酒精,使酒精蒸汽达到过饱和使酒精蒸汽达到过饱和使酒精蒸汽达到过饱和使酒精蒸汽达到过饱和状态。状态。状态。状态。利用射线的电离本领利用射线的电离本领利用射线的电离本领利用射线的电离本领2021/8/11 星期三7a射射线在云室中的径迹:直而粗在云室中的径迹:直而粗原因:原因:a粒子粒子质量大,不易改量大,不易改变方向,方向,电离离本本领大,沿涂大,沿涂产生的粒子多生的粒子多射射线在云室中的径迹:比在云室中的径迹:比较细,而且常,而且常常弯曲常弯曲原因:粒子原因:粒子质量小,跟气体碰撞易改量小,跟气体碰撞易改变方向,方向,
6、电离本离本领小,沿途小,沿途产生的离子少生的离子少2021/8/11 星期三8二、气泡室二、气泡室二、气泡室二、气泡室-高能物理实验的最风行的探测高能物理实验的最风行的探测高能物理实验的最风行的探测高能物理实验的最风行的探测设备设备设备设备 气泡室是由一密闭容器气泡室是由一密闭容器气泡室是由一密闭容器气泡室是由一密闭容器组成,容器中盛有工作组成,容器中盛有工作组成,容器中盛有工作组成,容器中盛有工作液体液体液体液体 2021/8/11 星期三9液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀,由于在液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀,由于在液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀,由于在液体在特定的温度和压
7、力下进行绝热膨胀,由于在一定的时间间隔内(例如一定的时间间隔内(例如一定的时间间隔内(例如一定的时间间隔内(例如50ms50ms)处于过热状态,液)处于过热状态,液)处于过热状态,液)处于过热状态,液体不会马上沸腾,这时如果有高速带电粒子通过液体不会马上沸腾,这时如果有高速带电粒子通过液体不会马上沸腾,这时如果有高速带电粒子通过液体不会马上沸腾,这时如果有高速带电粒子通过液体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子,因而形成离子对,这些离子在撞而
8、产生低能电子,因而形成离子对,这些离子在撞而产生低能电子,因而形成离子对,这些离子在撞而产生低能电子,因而形成离子对,这些离子在复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡逐渐长成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡逐渐长成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡逐渐长成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡逐渐长大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如
9、果这时对其进大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而得行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而得行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而得行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。到记录有高能带电粒子轨迹的底片。到记录有高能带电粒子轨迹的底片。到记录有高能带电粒子轨迹的底片。照相结束后,在液体沸腾之前,立即压缩工作液照相结束后,在液体沸腾之前,立即压缩工作液照相结束后,在液体沸腾之前,立即压缩工作液照相结束后,在液体沸腾之前,立即压缩工作液体,气泡随之消失,整个系统就很快回到初始状体,气泡随之消失,整个系统就很
10、快回到初始状体,气泡随之消失,整个系统就很快回到初始状体,气泡随之消失,整个系统就很快回到初始状态,准备作下一次探测。态,准备作下一次探测。态,准备作下一次探测。态,准备作下一次探测。2021/8/11 星期三10气气气气泡泡泡泡室室室室中中中中带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子的的的的径径径径迹迹迹迹气泡室的优点:气泡室的优点:气泡室的优点:气泡室的优点:它的空间和时间分它的空间和时间分它的空间和时间分它的空间和时间分辨率高;辨率高;辨率高;辨率高;工作循环周期短,工作循环周期短,工作循环周期短,工作循环周期短,本底干净、径迹清本底干净、径迹清本底干净、径迹清本底干净、径迹清晰,可反复操作。晰
11、,可反复操作。晰,可反复操作。晰,可反复操作。但也有不足之处:但也有不足之处:但也有不足之处:但也有不足之处:那就是扫描和测量那就是扫描和测量那就是扫描和测量那就是扫描和测量时间还嫌太长;时间还嫌太长;时间还嫌太长;时间还嫌太长;体积有限,而且甚体积有限,而且甚体积有限,而且甚体积有限,而且甚为昂贵,为昂贵,为昂贵,为昂贵,2021/8/11 星期三11三、盖革三、盖革三、盖革三、盖革-米勒计数器米勒计数器米勒计数器米勒计数器一种能自动把放射一种能自动把放射一种能自动把放射一种能自动把放射微粒计数出来的仪微粒计数出来的仪微粒计数出来的仪微粒计数出来的仪器,利用了射线的器,利用了射线的器,利用了
12、射线的器,利用了射线的电离本领电离本领电离本领电离本领2021/8/11 星期三12放射性的应用与防护放射性的应用与防护2021/8/11 星期三13问题情景:问题情景:问题情景:问题情景:为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的为了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的时间长一些,能在长时间保持新鲜,你有时间长一些,能在长时间保持新鲜,你有时间长一些,能在长时间保持新鲜,你有时间长一些,能在长时间保持新鲜,你有什么办法?什么办法?什么办法?什么办法?辐辐辐辐射射射射方方方方法法法法处处处处理理理理粮粮粮粮食食食食2021/8/11
13、 星期三14复习回顾:复习回顾:1 1、什么是原子核的衰变?、什么是原子核的衰变?、什么是原子核的衰变?、什么是原子核的衰变?2 2、原子核的衰变有什么样的规律、原子核的衰变有什么样的规律、原子核的衰变有什么样的规律、原子核的衰变有什么样的规律原子核放出原子核放出原子核放出原子核放出a a粒子或粒子或粒子或粒子或 粒子,由于核电荷粒子,由于核电荷粒子,由于核电荷粒子,由于核电荷数变了,而变成另一种原子核。数变了,而变成另一种原子核。数变了,而变成另一种原子核。数变了,而变成另一种原子核。1 1)、衰变时电荷数和质量数都守恒)、衰变时电荷数和质量数都守恒)、衰变时电荷数和质量数都守恒)、衰变时电
14、荷数和质量数都守恒2 2)、衰变过程不可逆,所以用箭头,不用等号)、衰变过程不可逆,所以用箭头,不用等号)、衰变过程不可逆,所以用箭头,不用等号)、衰变过程不可逆,所以用箭头,不用等号3 3)、由实验决定,不凭空编造)、由实验决定,不凭空编造)、由实验决定,不凭空编造)、由实验决定,不凭空编造2021/8/11 星期三15卢瑟福在实验中发现,往容器中通入氮气后,在荧光卢瑟福在实验中发现,往容器中通入氮气后,在荧光卢瑟福在实验中发现,往容器中通入氮气后,在荧光卢瑟福在实验中发现,往容器中通入氮气后,在荧光屏上出现了闪光,这表明,有一种新的能量比屏上出现了闪光,这表明,有一种新的能量比屏上出现了闪
15、光,这表明,有一种新的能量比屏上出现了闪光,这表明,有一种新的能量比 粒子粒子粒子粒子大的粒子穿过铝箔,撞击在屏上,这种粒子肯定是在大的粒子穿过铝箔,撞击在屏上,这种粒子肯定是在大的粒子穿过铝箔,撞击在屏上,这种粒子肯定是在大的粒子穿过铝箔,撞击在屏上,这种粒子肯定是在 粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样,粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样,粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样,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,人类第一次卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变,人类第一次卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变,人
16、类第一次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。打开了原子核的大门。打开了原子核的大门。打开了原子核的大门。核反应核反应2021/8/11 星期三16 为了认定新粒子,把新粒子引进电场和磁为了认定新粒子,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,质量是电子质同:带有一个单位的正电量,质量是电子质量的量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质子质多倍。卢瑟福把它叫做质子质子的符号是子的符号是 H 或或 P在云室里做卢瑟福实验,还可以根据径迹了在云室里做卢瑟福实验,还可以根据径迹了解整个人工转变的
17、过程英国物理学家布拉解整个人工转变的过程英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条多万条粒子径迹中,发现了条产生分叉的记录粒子径迹中,发现了条产生分叉的记录 2021/8/11 星期三17分叉情况表明,分叉情况表明,粒子击中氮核后,粒子击中氮核后,生成一个新核,同时放出质子。新生成一个新核,同时放出质子。新核的电量较大速度较慢,径迹短而核的电量较大速度较慢,径迹短而粗;质子速度大,电量小,故径迹粗;质子速度大,电量小,故径迹细而长根据核反应中质量数守恒细而长根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒,可以写出这个发现和电荷数守恒,可以写出这个发现质子的核反应方程
18、并得知氮核放出质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核质子后变成了氧核 2021/8/11 星期三18 用用粒子、质子、中子等去轰击其粒子、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类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。本粒子。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,的过程,-核反应核反应在核反应中,质量数和电荷数都守恒在核反应中,质量数和电荷数都守恒2021/8
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- 探测射线的方法以及放射性的应用与防护 高中物理 19.3 探测 射线 方法 以及 放射性 应用 防护 复习 课件 新人 选修 35
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