《探測(cè)射線的方法》PPT課件.ppt
《《探測(cè)射線的方法》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《《探測(cè)射線的方法》PPT課件.ppt(39頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
19.3《探測(cè)射線的方法》,教學(xué)目標(biāo),1、知識(shí)與技能(1)知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象;(2)知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測(cè)到;(3)了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)單構(gòu)造和基本原理。2、過(guò)程與方法(1)能分析探測(cè)射線過(guò)程中的現(xiàn)象;(2)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力。,3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問(wèn)題的品質(zhì);(2)從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中,培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn);(3)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。教學(xué)重點(diǎn):根據(jù)探測(cè)器探測(cè)到的現(xiàn)象分析、探知各種運(yùn)動(dòng)粒子。教學(xué)難點(diǎn)(1)探測(cè)器的結(jié)構(gòu)與基本原理。(2)如何觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等特性,從而判斷是何種射線,區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。教學(xué)方法:教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具:(1)掛圖,實(shí)驗(yàn)器材模型,課件等;(2)多媒體教學(xué)設(shè)備一套:可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。,復(fù)習(xí)回顧:,例:天然放射性元素(釷)經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變之后變成(鉛).下列論斷中正確的是()A.鉛核比釷核少24個(gè)中子B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.衰變過(guò)程中共有4次α衰變和8次β衰變D.衰變過(guò)程中共有6次α衰變和4次β衰變,BD,在下列核反應(yīng)方程中,X代表質(zhì)子的方程是(),BC,半衰期、它表征放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。它是從大量原子核衰變中得出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別的放射性原子核的衰變無(wú)實(shí)際物理意義。半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定,與外界條件及與物質(zhì)的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。即使處于物理運(yùn)動(dòng),化學(xué)變化中也不會(huì)影響它的半衰期。因此它是反映某種元素原子核特征的重要物理量。,,,,探測(cè)射線的方法,1、粒子使氣體或液體電離,以這些離子為核心,過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧,過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光,射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象:,一、威爾遜云室:,構(gòu)造:一個(gè)圓筒狀容器,低部可以上下移動(dòng),上蓋是透明的,內(nèi)有干凈空氣,實(shí)驗(yàn)時(shí),加入少量酒精,使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。,利用射線的電離本領(lǐng),a射線在云室中的徑跡:直而粗原因:a粒子質(zhì)量大,不易改變方向,電離本領(lǐng)大,沿涂產(chǎn)生的粒子多,射線在云室中的徑跡:比較細(xì),而且常常彎曲原因:粒子質(zhì)量小,跟氣體碰撞易改變方向,電離本領(lǐng)小,沿途產(chǎn)生的離子少,二、氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備,氣泡室是由一密閉容器組成,容器中盛有工作液體,液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹,由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)(例如50ms)處于過(guò)熱狀態(tài),液體不會(huì)馬上沸騰,這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體,在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子,因而形成離子對(duì),這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱,從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡,經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后,胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大,就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照,就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái),從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。,照相結(jié)束后,在液體沸騰之前,立即壓縮工作液體,氣泡隨之消失,整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài),準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。,氣泡室中帶電粒子的徑跡,氣泡室的優(yōu)點(diǎn):它的空間和時(shí)間分辨率高;工作循環(huán)周期短,本底干凈、徑跡清晰,可反復(fù)操作。但也有不足之處:那就是掃描和測(cè)量時(shí)間還嫌太長(zhǎng);體積有限,而且甚為昂貴,,三、蓋革-米勒計(jì)數(shù)器,一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)的儀器,利用了射線的電離本領(lǐng),放射性的應(yīng)用與防護(hù),問(wèn)題情景:,為了使水果、蔬菜或其它的食物能存放的時(shí)間長(zhǎng)一些,能在長(zhǎng)時(shí)間保持新鮮,你有什么辦法?,輻射方法處理糧食,復(fù)習(xí)回顧:,1、什么是原子核的衰變?,2、原子核的衰變有什么樣的規(guī)律,原子核放出a粒子或粒子,由于核電荷數(shù)變了,而變成另一種原子核。,1)、衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒2)、衰變過(guò)程不可逆,所以用箭頭,不用等號(hào)3)、由實(shí)驗(yàn)決定,不憑空編造,盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮?dú)夂?,在熒光屏S上出現(xiàn)了閃光,這表明,有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過(guò)鋁箔,撞擊在S屏上,這種粒子肯定是在α粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣,盧瑟福通過(guò)人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變,人類第一次打開(kāi)了原子核的大門(mén)。,核反應(yīng),為了認(rèn)定新粒子,把新粒子引進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng),測(cè)出了它的質(zhì)量和電量,確認(rèn)與氫核相同:帶有一個(gè)單位的正電量,質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子.質(zhì)子的符號(hào)是H或P在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn),還可以根據(jù)徑跡了解整個(gè)人工轉(zhuǎn)變的過(guò)程.英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬(wàn)多張照片的40多萬(wàn)條α粒子徑跡中,發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉的記錄.,分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個(gè)新核,同時(shí)放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢,徑跡短而粗;質(zhì)子速度大,電量小,故徑跡細(xì)而長(zhǎng).根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可以寫(xiě)出這個(gè)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核.,用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變,并產(chǎn)生質(zhì)子,說(shuō)明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分,質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)基本粒子。,原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程,------------核反應(yīng),在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒,1930年,德國(guó)科學(xué)家玻特和貝克用α粒子轟擊輕元素鈹核,發(fā)現(xiàn)并未發(fā)射出質(zhì)子,而放出了一種新的射線.這種射線幾乎不能使氣體電離,在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中也不發(fā)生偏轉(zhuǎn),是不帶電的,射線的貫穿能力強(qiáng),他們認(rèn)為這是γ射線.經(jīng)檢測(cè),射線的能量在10MeV左右,遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的γ射線的能量.,1931年,約里奧夫婦重復(fù)了玻特和貝克的實(shí)驗(yàn),并用這種未知射線去轟擊石蠟。結(jié)果竟從中打出能量約5.7MeV的質(zhì)子.這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn),因?yàn)槠湫袨橥耆煌讦蒙渚€,γ射線只能打出電子而打不出質(zhì)子,γ光子的質(zhì)量近乎0,電子也很輕,光子撞擊電子,使它動(dòng)起來(lái)是合乎常理的,但質(zhì)子質(zhì)量是電子的1800倍,一顆子彈怎么能撞動(dòng)一輛汽車呢?如果認(rèn)為轟擊石蠟的射線是γ射線,那么光子的能量應(yīng)達(dá)55MeV,這與實(shí)際測(cè)得的射線能量10MeV相去甚遠(yuǎn).這射線在向約里奧夫婦招手呼喊:我不是γ射線……!可惜的是,他們擦肩而過(guò),無(wú)緣相識(shí)。面對(duì)55eV與10eV的矛盾,他們還是十分牽強(qiáng)地解釋為其它的原因,并于1932年1月11日向巴黎科學(xué)院提交了實(shí)驗(yàn)情況和對(duì)未知射線判定為γ射線的結(jié)論。,1932年1月底,查得威克得到這一論文,約里奧夫婦的實(shí)驗(yàn)使他心跳,他認(rèn)為約里奧夫婦的結(jié)論肯定有誤,違反能量守恒??!他敏感到這很可能是導(dǎo)師盧瑟福預(yù)言、自己苦苦尋找了12年的中子。他決定用云室的方法探測(cè)射線的速度和質(zhì)量。,他先測(cè)出射線的速度不到光速的十分之一,排除了是γ射線的可能,又用彈性碰撞動(dòng)量守恒的方法測(cè)出不帶電粒子的質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量差不多。他還根據(jù)自旋確定不帶電的粒子不可能是由質(zhì)子和電子組合而成,只能是另一種新的獨(dú)立粒子,他稱之為中子。就這樣,僅用了十天時(shí)間,成功地證實(shí)了這種中性射線就是中子流。他當(dāng)之無(wú)愧地成為“中子之父”,并因此獲1935年諾貝爾物理獎(jiǎng)。,,“機(jī)遇只偏愛(ài)有準(zhǔn)備的頭腦”中子的發(fā)現(xiàn),有重大的意義,中子不帶電,用它去轟擊原子核,不受庫(kù)侖力的影響,是研究原子核的強(qiáng)有力的“炮彈”。在此以前,可供研究用的“炮彈”只有天然放射元素發(fā)出的α、β、γ三種射線,中子流則是穿透本領(lǐng)更大,轟擊原子核更有效的“炮彈”,人們用它轟擊各種原子核,獲得許許多多人工放射性同位素,用它轟開(kāi)鈾核,實(shí)現(xiàn)了原子能的利用。,1934年,約里奧居里和伊麗芙居里在用粒子轟擊鋁箔時(shí),除探測(cè)到預(yù)料中的中子外,還探測(cè)到了正電子,正電子的質(zhì)量跟電子相同,所帶電荷與電子相反,為一個(gè)單位的正電荷,更意外的是,拿走放射源后,鋁箔雖不再發(fā)射中子,但仍繼續(xù)發(fā)射正電子,而且這種放射性也有一定的半衰期.原來(lái),鋁核被粒子擊中后發(fā)生了下面的反應(yīng),人工放射性同位素,反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素,也有放射性,像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變,衰變時(shí)放出正電子,核衰變方程如下:用人工方法得到放射性同位素,這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn).后來(lái)人們用質(zhì)子、氘核、中子和光子轟擊原子核,也得到了放射性同位素.,與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放射性同位素:,1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理,(1)利用它的射線,放射性同位素的應(yīng)用,A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng),可以用來(lái)γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋,所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀.,B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系,來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體,以消除化纖、紡織品上的靜電,D、利用射線照射植物,引起植物變異而培育良種,也可以利用它殺菌、治病等,,被不同劑量γ射線照射后的馬鈴薯8個(gè)月后的情況,左上方的馬鈴薯沒(méi)經(jīng)過(guò)γ射線照射,右下方的被γ射線照射的劑量最大,左下方保存最好的馬鈴薯被γ射線照射的劑量適中。,“魯棉一號(hào)”就是山東省棉花研究所的科技人員應(yīng)用放射性同位素鈷-60放出的伽瑪射線處理棉花雜交的后代育成的.,(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開(kāi)花的時(shí)候需要較多的磷肥,把磷肥噴在棉花葉子上,磷肥也能被吸收.但是,什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長(zhǎng)時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等,用通常的方法很難研究.如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上,然后每隔一定時(shí)間用探測(cè)器測(cè)量棉株各部位的放射性強(qiáng)度,上面的問(wèn)題就很容易解決.,人體甲狀腺的工作需要碘.碘被吸收后會(huì)聚集在甲狀腺內(nèi).給人注射碘的放射性同位素碘131,然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度,有助于診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病.,(3)放射性污染和防護(hù)原子彈爆炸、核電站泄露會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,在利用放射性同位素給病人做“放療”時(shí),如果放射性的劑量過(guò)大,皮膚和肉就會(huì)潰爛不愈,導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過(guò)量的放射性物質(zhì),如果不注意也會(huì)對(duì)人體造成巨大的危害。,如圖是《北京青年報(bào)》2001年9月6日的一則報(bào)道。,核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑,小結(jié):1、核反應(yīng)基本上可分為兩大類:一是自然衰變(天然放射性衰變),二是人工衰變(人工轉(zhuǎn)變),(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)),(發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)),2、放射性同位素的應(yīng)用,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 探測(cè)射線的方法 探測(cè) 射線 方法 PPT 課件
鏈接地址:http://m.italysoccerbets.com/p-12730154.html