高二物理物质的放射性及其应用
人教版高中物理选修【3-5】《放射性的应用与防护》ppt课件
顺序式 学习
冲刺式 学习
什么是学习力-高效学习必 备习惯
积极 主动
以终 为始
分清 主次
不断 更新
高效学习模型
高效学习模型-学习的完 整过程
方向
资料
筛选
认知
高效学习模型-学习的完 整过程
消化
固化
模式
拓展
小思 考
TIP1：听懂看到≈认知获取；
TIP2：什么叫认知获取：知道一些概念、过程、信息、现象、方法，知道它们 大 概可以用来解决什么问题，而这些东西过去你都不知道；
问题情景：
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 什么办法？
辐 射 方 法 处 理 粮 食
复习回顾：
1、什么是原子核的衰变？
原子核放出a粒子或ß粒子，由于核电荷 数变了，而变成另一种原子核。
2、原子核的衰变有什么样的规律
1）、衰变时电荷数和质量数都守恒 2）、衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号 3）、由实验决定，不凭空编造
（1） 14N + α = 17O + 质子
7
7
（2） 14C + 4He →17O + 1H
7
2
8
1
（3） 9Be + 4He →13C + γ
4
2
6
（4） 1H + 0n → H1 + γ
1
1
2
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·居里和伊丽芙·居里 发现经
氮气
荧 光 屏
α粒子 铝 箔 显微镜
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 H 或 P
高中物理选修课件放射性的应用与防护
原子核自发地放射出电子（即β粒子）的衰变过程。 β衰变后，原子核的电荷数增加1，质量数不变。
γ衰变
原子核处于激发态时，通过放射出γ光子而跃迁到低 能态的衰变过程。γ衰变不改变原子核的电荷数和质 量数。
射线性质与特点
80%
α射线
由氦核组成，电离能力强，穿透 能力弱，可被一张纸挡住。
100%
β射线
实验数据处理和分析方法
1 2 3
数据记录
实验过程中要及时、准确地记录实验数据，包括 放射性源的活度、探测器的计数率、测量时间等 。
数据处理
对实验数据进行整理、计算和分析，得出实验结 果和结论。数据处理过程中要注意数据的合理性 和可靠性。
数据分析方法
可以采用图表分析、统计分析等方法对实验数据 进行分析和比较，进一步探究实验现象和规律。
其他典型事故案例
美国三里岛核事故
1979年3月28日，美国宾夕法尼亚州三里岛核电站发生严重泄漏事故。事故原因为操作失 误和设备故障。教训与启示：加强核电站操作人员培训，提高设备可靠性。
苏联克什特姆核灾难
1957年9月29日，苏联乌拉尔地区克什特姆核废料处理设施发生爆炸，造成大面积放射性 污染。事故原因为安全管理不严格和违规操作。教训与启示：加强核废料安全管理，严格 遵守操作规程。
IAEA是联合国下属的一个独立机构，负责制定和推广有关和平利用核能和防止核扩散 的国际法律和标准。其发布的《核安全基本原则》等文件，为各国制定本国核能法律法
规提供了重要参考。
我国放射性法律法规
《中华人民共和国放射性污染防治法》是我国放射性领域的基本法律，对放射性物质的 监管、放射性废物的处理、辐射安全等方面做出了明确规定。此外，还有《放射性同位 素与射线装置安全和防护条例》等一系列行政法规和部门规章，共同构成了我国放射性
高二物理 选修3-5 19.4 放射性的应用与防护
1、放射性同位素
人工放射性同位素
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。
材料——居里夫妇发现放射性同位 0 素和正电子 ( 1e)
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：
爆炸发生后，救灾工作在机器人的帮助下展开。由于爆炸 现场巨大的辐射，这些机器人也无法长期工作，常常工作 不久就出现故障甚至报废。
一处废弃的军事基地。由于高辐射污染，这些装备不得不被废弃。
2005年一份国际原子能机构的报告认为直到当时有 56人丧生，47名核电站工人及9名儿童患上甲状腺癌，并 估计大约4000人最终将会因这次意外所带来的疾病而死 亡。 对于国际原子能机构的结论，其他组织却有着大相 径庭的调查结果。在结论和观点相反的调查中，以环境保 护组织绿色和平组织的结果最令人震惊。该组织于2006 年4月18日发表报告称，切尔诺贝利核事故导致27万人患 癌，因此而死亡的人数达9.3万。 与此同时，英国两名研究人员的一项研究表明，切 尔诺贝利核事故的长期影响可能导致另外6.6万人死于癌 症。也就是说，除了国际原子能机构承认的死亡数外，还 有6.6万人死于辐射所致的癌症，仅这个数字就是国际原 子能机构所承认的死亡数的15倍还多。
2、与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素： 放射强度容易控制
高二物理第3章原子核与放射性第3节放射性的应用与防护课件鲁科版选修3_5
用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发 现，天然放射性同位素只不过 40 几种，而今天人工制造的同 位素已达 1 000 多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同 位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．
(1)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如 果工厂生产的是厚度 1 mm 铝板，在 α、β、γ 三种射线中，你 认为对铝板的厚度起主要作用的是________射线．
(2)把掺入 14C 的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一 起，经多次重新结晶后，得到了放射性 14C 分布均匀的牛胰岛 素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素合为 一体，它们是同一物质，把这种放射性同位素的原子掺到其他 物质中去，让它们一起运动迁移，再用放射性探测仪器进行追 踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是 怎样分布的，从而可了解某些不容易查明的情况或规律，人们 把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子． [答案] (1)β (2)示踪原子
174N＋42He→187O＋11H
核反应方 箭头左边只有一个放 箭头左边有靶核和“炮
程的特点 射性原子核
弹”各一个
核反应的 质量数守恒(注意质量并不守恒)，电荷数守恒
规律
书写方程 尊重实验事实，不能仅仅依据守恒定律主观臆
的原则 造
下列方程中属于衰变的是________，属于人工转变的是 ________，生成原来元素的同位素的是________，放出 β 粒子 的是________． ①15233I＋10n→15234I ②29328U→29304Th＋42He ③28124Bb→28134Bi＋0－1e ④94Be＋42He→126C＋10n
[思路点拨] 解答本题应把握以下两点： (1)熟知三种射线的穿透本领． (2)熟知常见的放射性防护措施． [解析] (1)核反应堆最外层是厚厚的水泥防护层．防止射线外 泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土． (2)β 射线可穿透几毫米厚的铝片，而 γ 射线可穿透几厘米厚的 铅板．
2017-2018学年高二物理选修3-5课件：3-3放射性的应用
1
2
3
4
5
2.放射性同位素被用作示踪原子,主要是因为(
A.放射性同位素不改变其化学性质
)
B.放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多 C.半衰期与元素所处的物理、化学状态无关 D.放射性同位素容易制造 解析:放射性同位素用作示踪原子,主要是用放射性同位素替代没有放射性 的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程,既要利用化学性质相同,也 要利用衰变规律不受物理、 化学变化的影响,同时还要考虑放射性废料容易 处理等,故选项 A、B、C 正确。 答案:ABC
探究
点拨:三种射线的贯穿本领不同。如果遮挡的厚度不同,会引起贯穿后 射线的强度发生变化。 解析:(1)α 射线穿透物质的本领弱,不能穿透厚度 1mm 的铝板,因而探 测器不能探到;γ 射线穿透本领最强,穿透 1mm 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 射线中的电子数目不同,探测器容易分辨。 (2)把掺入碳 14 的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起,经多次重 新结晶后,得到了放射性碳 14 分布均匀的牛胰岛素结晶,这就证明了人工合 成的牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体,它们是同一物质。 把这种放射性同 位素的原子掺到其他物质中去,让它们一起运动迁移,再用放射性探测仪器 进行追踪,就可以知道放射性原子通过什么路径,运动到哪里了,是怎样分布 的,从而可了解某些不容易察明的情况或规律,人们把这种用途的放射性同 位素叫做示踪原子。
14
能量
2.放射性污染和防护 (1)放射性污染来自核爆炸、核泄漏、医疗照射等许多方面,对人类和 自然界产生破坏作用。 (2)为了防止放射线的破坏,人们可以通过密封防护、距离防护、时间防护 和屏蔽防护等措施加以防范。
高中物理选修--放射性的应用与防护
再如：人体甲状腺的工作需要碘．碘被吸收后会聚 集在甲状腺内．给人注射碘的放射性同位素碘131，然 后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有 助于诊断甲状腺的器质性和功能性疾病．
四、辐射与安全
原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染.在利用 放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量 过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害 而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注 意也会对人体造成巨大的危害。
放射性的应用与防护
一、人工核反应
卢瑟福发现，往容器C中通入氮气后，在荧光屏S上出 现了闪光，这表明，一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝 箔F，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。
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，：带有一个单位的正电，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 H 或p，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 过程．
为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核
则下面说法正确的是（ ）
A．X核比Z核多一个质子
B．X核比Z核少一个中子
C．X核的质量数比Z核质量数大3
CD
D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
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-居里夫妇发现经过α粒子轰
击的铝片中含有放射性磷
30 15
P
4 2
He
27 13
Al3105
P
01n
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没
高二物理下册《物质的放射性及其应用》教案、教学设计
为了使学生更好地掌握本章节的重难点，提高教学质量，特制定以下教学设想：
1.创设情境，激发兴趣：
利用多媒体展示放射性现象，如天然放射性元素、核反应堆等，让学生直观地感受到放射性物质的神秘与魅力，激发学生的求知欲。
2.分层次教学，注重个体差异：
针对学生不同的学习基础和理解能力，设计难易适度的教学任务，使每位学生都能在原有基础上得到提高。
6.突破难点，注重方法指导：
针对放射性衰变过程、半衰期计算等难点，教师应通过生动的比喻、形象的图示等方法，帮助学生理解。同时，注重引导学生运用数学方法解决实际问题。
7.强化知识巩固，提高应用能力：
设计富有层次的练习题，巩固学生对放射性知识的掌握。同时，鼓励学生运用所学知识分析实际问题，提高学生的应用能力。
5.论述题：要求学生结合所学知识，论述放射性在可持续发展中的作用及应如何平衡放射性应用与环境保护的关系，培养学生的思辨能力和环保意识。
1.作业要求清晰、明确，确保学生了解作业的目的和意义。
2.作业难度适中，既要巩固基础知识，又要提高学生的应用能力。
3.鼓励学生互相讨论、合作完成作业，培养团队精神。
4.作业提交后，教师应及时批改、反馈，指导学生纠正错误，提高学习效果。
在导入新课环节，我将通过以下方式激发学生的兴趣和好奇心：
1.提问：询问学生是否了解放射性物质及其在生活中的应用，如核电站、放射性治疗等。
2.案例展示：通过多媒体展示一些放射性现象的图片和视频，如天然放射性元素、核爆炸等，让学生直观地感受到放射性物质的存在和影响力。
3.设疑：提出问题，如“放射性物质为什么会衰变？半衰期是什么意思？放射性有哪些应用和防护措施？”引发学生思考，为接下来的学习做好铺垫。
人教版高中物理选修1-2课件第三节放射性的应用与防护
2000年高考试题
1．最近几年，原子核科学家在超重元素岛 的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在 研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，
发 的现 产生 物成是的120超503 F重r元。素由的此核，ZA可X在经判过定6生次成a衰的变超后
重元素的原子序数和质量数分别是（ D ） （A）124，259 （B）124，265 （C）112，265 （D）112，277
(1) 29325U 01n 3985Sr15348Xe 3x1
Hale Waihona Puke (2) 12H x2 23He01n
(3) 29328U 23940Th x3
(4) 1224Mg 24He 1237Al x4
以下判断中正确的是 ( A C )
A. x1是中子 C. x3是α 粒子
B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素
D．Q是E的同位素，R是F的同位素
04年海南综合31
31． 若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此
原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的
中子数,则对 23940Th的原子来说
（B ）
A．x=90 y=90 z=234
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
复习： 1、天然放射现象由谁首先发现的，有何意义？
2、放射线的种类及性质？
3、衰变的种类及衰变所遵循的规律？
4、有关半衰期的概念及影响半衰期的因素 和公式？
新课教学 一、放射性的应用： 1、放射性同位素： 具有放射性的同位素。
2、放射性同位素的应用： （1）利用它的射线作探测和辐照
（2）作为示踪原子 二、放射性污染和防护：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
B 物质的放射性及其应用
一、教学任务分析
1896年汤姆发现电子，从而揭示了原子并非是构成物质的最小单元，本节“天然放射性现象”进一步揭示原子核是可分的，本节容是学生认识物质结构的一个不可或缺的环节，也是部分学生深入学习“放射性衰变”的基础。
为了研究射线的性质，需要借助电场，为此学生要了解带电粒子在电场中偏转运动。
因为要探讨射线粒子的电离作用，所以学生要知道电离的概念。
教材对探测放射线的仪器及实验“用G-M传感器探测γ射线”作了简单介绍，不作教学要求，教材中“放射性同位素作为示踪原子”是拓展型课程中的选学容，也不属本设计的教学容。
本设计首先通过复习提问，引入课题，其次通过学生阅读教材，然后讨论，得到关于天然放射性现象的基本知识。
再次通过学生阅读教材、讨论及教师讲解，梳理出三种射线的本质及其基本特点；通过老师讲解、学生倾听，使学生了解放射性的几种应用。
最后，通过学生阅读教材、讨论，使学生领略居里夫人的风采。
利用放射性在诊病治疗、工业探伤等方面的应用和防护的知识，可使学生感悟科学、技术与社会的关系，介绍居里夫人等科学家为科学献身的事迹，可使学生领略科学家的崇高思想境界。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）知道天然放射现象。
（2）知道α、β、γ射线的本质和基本特性。
（3）知道射线的基本应用与防护方法。
2、过程与方法
通过学习α、β、γ射线感受利用电场来研究微观粒子的方法
3、态度、情感与价值观
（1）通过了解放射性在诊病治疗、工业探伤等方面的应用和放射线的防护，感悟科学、技术与社会的关系。
（2）通过了解居里夫人等科学家为科学献身的事迹，领略科学家的崇高思想境界。
三、教学重点和难点
重点：α、β、γ射线的本质和基本特性。
难点：α、β、γ射线在电场中的轨迹。
四、教学资源
1、视频图片：教材第27页图12-9、图12-10，教材第28页图12-11、图12-12，教材第33页图12-18，教材第35页图12-21。
2、课件：放射性现象的发现
五、教学设计思路
本设计的容包括四个方面：一是关于天然放射性现象的基本知识，二是三种射线的本质及其基本特点，三是放射性的几种应用，四是居里夫人成功的人生及优秀品质。
本设计的基本思路是：复习提问“1896年汤姆发现电子，这一事实说明了什么？”及设问“什么现象表明原子核有结构？”，引入课题。
其次，要求学生阅读自教材第27页至第28页上面第一段，思考：谁首先发现天然放射性现象？追随者有谁？要知道的概念有哪些？然后讨论，得到关于天然放射性现象的基本知识。
再次，要求学生阅读教材第28页至第29页上面第二段，然后完成学习任务单（见教案），梳理出三种射线的本质及其基本特点。
第四，通过学生阅读教材第34页“历史回眸”，概括出居里夫人成功的人生及优秀品质。
本设计要突出的重点是：α、β、γ射线的本质和基本特性。
方法是：通过学生自己阅读自教材第27页至第28页上面第一段的容，按照预先设计和学习任务单，梳理出三种射线的本质及其基本特点。
本设计要突破的难点是：α、β、γ射线在电场中的轨迹。
方法是：通过视频图片及相关课件，结合电场知识进行分析、讲解。
完成本设计的容需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
情景复习提问：1896年汤姆发现电子，这一事实说明了什么呢？（要求学生回答）讲解：不但原子有结构，组成原子的原子核也有结构，那么什么现象表明原子核有结构呢？。
活动I要求学生阅读自教材第27页至第28页上面第一段，思考：谁首先发现天然放射性现象？追随者有谁？要知道的概念有哪些？然后讨论。
活动II要求学生阅读教材第28页至第29页上面第二段，然后完成学习任务单（见教案）。
活动III 结合教材第33页图12-18，介绍放射性的5种应用。
活动I V 学生阅读教材第34页“历史回眸”，概括出居里夫人成功的人生及优秀品质。
3、教学主要环节本设计可分为五个主要的教学环节。
第一环节，复习提问引入课题。
第二环节，通过学生阅读教材，然后讨论，得到关于天然放射性现象的基本知识。
第三环节，通过学生阅读教材、讨论及教师讲解，梳理出三种射线的本质及其基本特点。
第四环节，通过老师讲解、学生倾听，使学生了解放射性的几种应用。
第五环节，通过学生阅读教材、讨论，使学生领略居里夫人的风采。
七、教案示例
（一）教学过程
1、引入新课
复习提问：1896年汤姆发现电子，这一事实说明了什么呢？（要求学生回答）
讲解：不但原子有结构，组成原子的原子核也有结构，那么什么现象表明原子核有结构呢？
2、天然放射性现象
要求学生阅读自教材第27页至第28页上面第一段，思考：谁首先发现天然放射性现象？追随者有谁？要知道的概念有哪些？然后讨论。
3、三种射线
要求学生阅读教材第28页至第29页上面第二段，完成下面任务：
（1）填空：由教材图12-11可知α粒子带_____电，β粒子带_____电，γ光子_______电（填“带”或“不带”）。
（结合结合课件《放射性现象的发现》讲解）
（2）完成表格
表一
表二
4、放射性的应用及辐射的防护
结合教材第33页图12-18，介绍放射性的应用：
①利用γ射线探伤仪检查金属部有没有砂眼或裂纹
②利用α射线消除机器运转产生的有害静电
③利用射线使DNA发生突变，培育出新的优良品种
④经射线照射过的食品可长期保存
⑤用放射线可治疗恶性肿瘤
5、居里夫人与放射性的研究
学生阅读教材第34页“历史回眸”，从中领略到：居里夫人求学时学习成绩优异；科学研究废寝忘食，前赴后继，成果卓越；为人谦虚，不计名利的品质。
（二）作业布置
课后完成教材配套练习册本节中相关习题
（三）板书设计
B 物质放射性及其应用
1．天然放射性现象
发现：1896年法国物理学家贝克勒尔首先发现
意义：揭示了原子核结构的复杂性
概念：天然放射性现象、放射性、放射性元素
放射性元素：例如铀、钋、镭
2．三种射线
表一
表二
3．放射性的应用及辐射的防护
①利用γ射线探伤仪检查金属部有没有砂眼或裂纹
②利用α射线消除机器运转产生的有害静电
③利用射线使DNA发生突变，培育出新的优良品种
④经射线照射过的食品可长期保存
⑤用放射线可治疗恶性肿瘤
4．居里夫人与放射性的研究
求学时学习成绩优异；
科学研究废寝忘食，前赴后继，成果卓越；
为人谦虚，不计名利。