放射性的发现
放射性的发现 习题 (2)
3.1放射性的发现习题 (2)1.下列说法中正确的是()A．玛丽·居里首先发现了天然放射现象B．法国科学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象C．伦琴首先发现了天然放射现象D．伦琴发现了电子答案：B2.天然放射现象的发现揭示了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成解析：选C.天然放射性说明一个原子核可以分出不同的粒子，所以原子核可再分。
3.关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是()A．α射线穿透能力最强B．β射线的穿透能力最强C．γ射线的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱解析：选C.α射线是高速氦核流，它的电离能力强，但穿透能力弱；β射线是高速电子流，具有较强的电离能力和穿透能力；γ射线是一种电磁波，它的穿透能力最强，电离能力弱。
4.图3－1－6图3－1－6中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a，b，c三束，以下判断正确的是()A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线解析：选BC.α粒子带正电，β粒子带负电，γ为光子，不带电，根据带电粒子在穿过电场时会受到力的情况，可判断选B、C.5.放射性元素发出的射线通常有三种，分别叫做________射线、________射线和________射线。
其中，________射线贯穿本领很小，但是它有很强的__________作用，它的本质是________流；________射线是一种波长很短的________，它的________本领很强，但它的________作用却很弱。
答案：αβγα电离氦核γ电磁波贯穿电离一、选择题1.下列标志中，属于放射性物质标志的是()图3－1－7解析：选A.B是危险化学品标志；C是禁止携带和托运放射性及磁性物品标志；D是腐蚀品标志。
2.关于α射线、β射线、γ射线、X射线，下列说法中正确的是()A．前两种不是电磁波，后两种是电磁波B．前两种传播速度较真空中的光速小，后两种与光速相同C．前三种传播速度较真空中的光速小，后一种与光速相同D．四种射线都是电磁波解析：选AB. α射线、β射线不是电磁波，速度比光速小，γ射线、X射线是电磁波，与光速相同，所以A、B对，C、D错。
放射性
3
课堂训练 1．以下实验能说明原子核内有复杂结构的是( )
A．光电效应实验
B．原子发光产生明线光谱 C．α粒子散射实验 D．天然放射现象
解析：光电效应实验是光子说的实验依据；原子发光产生
明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；α粒
子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射现象中放射出的 粒子是从原子核中放出的，说明原子核内具有复杂的结构，故 选D. 答案：D
218Po并放出一个粒子， 一个氡核 222 Rn 衰变成钋核 86 84
其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉的氡的质量，以及 222 86 Rn 衰变成钋核 218 84 Po的过程放出的粒子是( A．0.25 g，α粒子 B．0.75 g，α粒子 C．0.25 g，β粒子 D．0.75 g，β粒子 )
半衰期是一种统计规律，对于少数原子核来说不能应用， 半衰期公式： .
放射性的发现 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能
够发出看不见的射线，物质发射射线的性质称为放射性．元素
这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的 元素称为放射性元素． 研究发现，原子序数大于83的所有元素，都能自发地放出 射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．元素的放
D．质子的发现
解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果，提出原子的 核式结构模型，所以A项正确． 答案：A
4．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据
是( ) A．电子数与质子数相等 B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍 C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些 D．质子和中子的质量几乎相等 解析：本题考查原子核结构的发现过程． 答案：C
D．放射性就是该元素的化学性质 解析：原子序数大于83的所有元素都有放射性，小于等于 83的元素有的就没有放射性，所以A错；放射性是由原子核内部 因素决定的，与该元素的物理、化学状态无关，所以C对，B、 D错，故选C.
19、20世纪物理学三大发现
电子的发现
J·J·汤姆逊任剑桥大学卡文迪什实验室主任 ，汤姆逊于1897年4月30 日在英国皇家学院作了 “阴极射线”的报告，正式宣布发现了阴极射线 的本质。1899年，J·J·汤姆逊正式将其命名为 电子。
P3 D1
K A B
P1 D2 P2
y
阴极射线
阴极射线是德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用 低压气体放电管研究气体放电时发现的 .从低压气 体放电管阴极发出的电子在电场加速下形成的电子 流。阴极可以是冷的也可以是热的，电子通过外加 电场的场致发射、残存气体中正离子的轰击或热电 子发射过程从阴极射出。
电子的发现
1897年J.J.汤 姆逊根据放电管中 的阴极射线在电磁 场和磁场作用下的 轨迹确定阴极射线 中的粒子带负电， 并测出其荷质比， 这在一定意义上是 历史上第一次发现 电子，12年后R.A. 密立根用油滴实验 测出了电子的电荷。
电子发现的伟大意义
电子的发现具有伟大的意义，电子的发现打破了 原子不可分的经典的物质观,向人们宣告原子不是构成 物质的最小单元，电子的发现开辟了原子物理学的崭 新研究领域，打开了通向原子物理学的大门 ,人们开 始研究原子的结构 。
三大发现的意义
从1895年到1897年，连续三年之内出现了三 大发现，这对物理学界和哲学界都具有深远的意 义。X射线、电子、放射性的发现在人们面前展 示了物质的微观图像，它为以后的粒子物理的研 究开创了新路。三大发现打破了几百年来形成的 物质不灭、能量守恒、原子不可分等传统观念， 揭开了物理学革命的序幕，它标志着物理学的研 究由宏观步入了微观。
1898年，卢瑟福用强磁铁使铀射线偏转，发现射 线分为方向相反的两股，一股极易被吸收，他称 之为α射线；另一种具有较强的穿透力，称之为 β射线。 维拉德发现γ射线：法国人，1900年,维拉德将镭 放入一个铅管中，铅管一侧开一小口，放射性射 线可从此射出，射线经磁场后用底片记录。在底 片和射线口之间加一层铝箔，用于阻挡α射线而 让β射线通过，结果发现在正对发射口的方向有 暴光的痕迹，后来维拉德又加了一层铝箔，射线 仍能穿透。因此表明，这一射线肯定不是α射线， 而是一种不受磁场偏转的辐射能力更强的一种新 射线。与X射线非常类似，后来被卢瑟福称为γ射 线。
放射源讲义一
β射线
• 由放射性同位素（如32P、35S等）衰变时放出来 带负电荷的粒子。在空气中射程短，穿透力弱。 在生物体内的电离作用较γ射线、x射线强。β射线 是高速运动的电子流0/-1e，贯穿能力很强，电离 作用弱，本来物理世界里没有左右之分的，但β射 线却有左右之分。在β衰变过程当中，放射性原子 核通过发射电子和中微子转变为另一种核，产物 中的电子就被称为β粒子。在正β衰变中，原子核 内一个质子转变为一个中子，同时释放一个正电 子，在“负β衰变”中，原子核内一个中子转变为 一个质子，同时释放一个电子，即β粒子。
放射性原子核能以不同的 形式进行衰变以使自身达到更 稳定的状态。
1）α衰变：处于激发态的放射性核
素（X)，自发地放出α粒子，而转 变成另一种原子核（Y)的过程，称 为α衰变。
a衰变
238U → 234Th + 4He + Q a粒子得到大部分衰变能， a粒 子含2个质子，2个中子
+
+
+
++
+
+
• 各种射线，由于电离密度不同，生物效应 是不同的，所引起的变异率也有差别。为 了获得较高的有利突变，必须选择适当的 射线，但由于射线来源、设备条件和安全 等因素，目前最常用的是γ射线和x射线。
• 可见光，红外线，紫外线等，是由源自外 层电子引起。伦琴射线由内层电子引起。 γ射线是由原子核引起。
g射线与X射线、b射线与电子束的区别
g衰变特点： 1.从原子核中发射出光子 2.常常在 a 或 b 衰变后核子从激发态 退激时发生 3.产生的射线能量离散 4.可以通过测量光子能量来区分母体的核 素类别
居里夫人与放射性的发现
镭的发现
• 镭是一种强放射性元素，原子序数88，元素符号Ra。镭是银白色有光泽的 软金属，但是暴露在空气中会与氮气反应产生黑色的氮化镭。镭的所有同 位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭-226，半衰期约为 1600年，会衰变成氡-222。
• 居里夫人通过将废矿渣放入冶炼锅里加热熔化，连续不停的搅拌， 只为了 从中提取仅含百万分之一的微量物质。从1898年到1902年，经过无数次 的提取，处理了近一吨矿石残渣，终于得到了0.1克的镭盐，并测定出了 它的原子量是226。
• 居里夫人决心将这种强放射性物质从沥青铀矿里提炼出来。他们把矿石 溶解在酸里，通过化学方法将那种物质以沉淀的形式分离出溶液，得到 的物质放射性比铀的要强400倍。
• 1898年7月，居里夫人向法国科学院提出了一份工作报告，肯定的指出他们已 经发现了一种新元素，其同铋相似，却有着强烈的放射性，他们把这种元素命 名为“钋”。
• 1903年诺贝尔物理学奖授予了贝克勒尔和居里夫 妇，前者以表彰他发现了自发放射性，后者以表彰 他们对贝克勒尔发现的辐射现象所作的卓越贡献。
• 1911年诺贝尔化学奖授予了居里夫人， 以表彰她 分离提纯出金属镭。
钋的发现
• 钋（Polonium，Po）是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科 学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里在1898年发现，为了纪念居里夫人的 祖国波兰,两人对这种元素命名为钋。
• 辐射育种 是农业上利用钴60或铯137等辐照装置人为地诱发突变、培 植性状比较理想的新品种的一种方法。
• 辐射治疗 是治疗恶性肿瘤的重要手段之一。在临床上,钴60治疗机已取 代了过去常规应用的X射线治疗机。钴60、铱192和锎252等腔内辐照后 装设备的应用，不仅提高了疗效，而且还大大减少了对操作人员的辐射 伤害
X射线和放射性的发现
Ｘ射线和放射性的发现Ｘ射线和放射性的发现一、Ｘ射线的发现Ｘ射线是１８９５年德国物理学家伦琴（RontgenW.K.1845-1923）发现的。
１８９５年１１月８日晚，伦琴为了进一步研究阴极射线的性质，他用黑色薄纸板把一个克鲁克斯管严密地套封起来，在完全暗的室内做实验。
在接上高压电流进行实验中，他意外地发现在放电管一米以外的一个荧光屏（涂有荧光物质铂氰化钡的纸屏）上发生亮的光辉。
一切断电源，荧光就立即消失。
这个现象使他非常惊奇，于是全神贯注地重复做实验。
他发现即使在跷仪器二米处，屏上仍有荧光出现。
伦琴确信，这个新奇现象不是阴极射线造成的，因为实验已证明阴极射线只能在空气中进行几厘米，而且不能透过玻璃管。
他决定继续对这个新发现进行全面检验。
一连六个星期都在实验里废寝忘食地工作着。
经过反复实验，他确信发现了一种过去未被人们所知的具有许多特性的新射线。
这种射线的本质一时还不清楚，所以他取名为“Ｘ射线”（后来科学界称之为伦琴射线）。
他在１２月下旬写的论文中说明了初步发现的Ｘ射线的如下性质：（１）阴极射线打在固体表面上便会产生Ｘ射线；固体元素越重，产生的Ｘ射线越强。
（２）Ｘ射线是直线传播的，在通过棱镜时不发生反射和折射，不被透镜聚焦。
（３）与阴极射线不同，不能借助磁体（即使磁场很强）使Ｘ射线有重要意义：１９１３年，根据对各种元素的特征Ｘ射线光谱的研究发现的莫斯莱定律，确定了元素的原子序数等于核电荷数，这对元素周期律的发展和原子结构理论的建立起了重要作用。
以Ｘ射线晶体衍射现象为基础建立起来的Ｘ射线晶体学，是现代结构化学的基石之一。
伦琴由于发现Ｘ射线，于１９０１年成为第一个诺贝尔物理学奖获得者。
伦琴作出这个重大发现并非由于偶然的幸运。
他的广博深厚的科学素养，周密敏锐的观察能力，顽强探索的科学精神和严谨细致的实验工作，使他具有高瞻远瞩的科学远见，能迅速地揭示出并捕捉住前人所未注意的有重要价值的新现象，紧紧抓住这种现象进行深入研究，终于取得成功。
放射性的发现衰变及其统计规律
汇报人：XX
• 放射性现象与发现 • 放射性衰变类型及过程 • 衰变统计规律与数学描述 • 放射性在自然界中分布及影响 • 放射性在医学、工业等领域应用 • 放射性安全防护与监管措施
目录
01
放射性现象与发现
贝克勒尔实验
铀盐实验
贝克勒尔发现铀盐能使照相底片感光 ，即使在黑暗中也能产生这种现象， 从而揭示了天然放射性的存在。
其他领域应用简介
农业
利用放射性同位素研究植物生理生化 过程，如光合作用、肥料吸收等。
环境科学
利用放射性同位素研究环境污染物的 迁移转化规律，如大气、水体中污染 物的扩散和降解。
考古学
利用放射性同位素测定文物年代，如 碳-14测年法。
核能利用
通过核裂变或核聚变反应释放能量， 用于发电、推进等。
06
02
放射性衰变类型及过程
α衰变1Biblioteka 原子核内两个质子和两个中子结合成α粒子（氦 核）并释放出来的过程。
2
α粒子带正电荷，质量数为4，相对原子质量为4 。
3
α衰变后，原子核的电荷数减少2，质量数减少4 。
β衰变
原子核内一个中子转变为一个质子和一个电子 ，电子释放出来。
释放出来的电子称为β粒子，带负电荷，质量数 为0，相对原子质量为0。
放射性安全防护与监管措施
放射性安全防护原则和方法
时间防护
尽量缩短从事放射性工作的时间，以达到减少受照剂量的目的。
距离防护
通过增加与放射源间的距离来减少受照剂量。
屏蔽防护
在人与放射源之间设置一道防护屏障，使射线被吸收，达到减少 受照剂量的目的。
国际国内相关法规和标准介绍
《放射性的发现》教学设计
高中物理《选修1-2》（人教版2004课标版）《3.1 放射性的发现》教学设计一、教学目标：（一）物理观念和应用1．初步了解X、α、β和γ射线的特性，应用已有的电磁场知识判断射线的带电性。
2．知道放射现象的应用及防护．3．了解放射性在各个领域的应用。
4．收集、阅读、交流有关科学史料，了解放射性发现史，感受前辈科学家不懈努力的贡献和人格魅力。
（二）科学探究和交流1、通过查找资料了解X射线和天然放射性元素的发现过程，并找出放射性在医学、生物、物理等领域的应用。
2、在课堂中，学生代表交流X射线和天然放射性元素的发现历史。
3、学生通过已有的电磁场知识，在课堂上以小组为单位合作探究判断射线带电性的方法。
（三）科学态度和责任学生通过学习，重温往日的人物、事件，经历科学家的探究心路，思想方法，从而获得认识上的提高。
通过史料阅读、交流，使学生感受到科学家热爱科学、献身科学的精神，体会到科学发展的曲折性。
二、教学重点与难点1、X射线的应用和防护2、α、β和γ三种射线的性质3、三种射线的本质4、了解X射线和天然放射性的发现过程三、教具多媒体辅助系统、X射线演示仪、阴极射线管四、教学过程引入新课——视频：海关查验神器——透视集装箱在海关查验货物时有一种神器，可透视集装箱，在几分钟之内便可完成原来几个小时的检验工作，大大提高了工作的效率，这里蕴藏着什么神秘的武器呢？请同学通过观看视频寻找其中的秘密。
问题引入：1、你了解X射线的由来吗？2、X射线在医疗等方面中有什么作用呢？3、你听说过α射线（α-ray）、β射线（β-ray）和γ 射线（γ-ray）三种放射线吗？它们都是什么粒子流呢？4、你认识这种标志吗？你在什么地方见过这种标志？为了人身安全，在有这种标志的场所，应该注意什么？这些问题，学生有些了解，但也有很多不清楚之处，让学生带着疑问和兴趣开始本节课的学习。
正课教学：预习作业：要求：通过查阅网上资料、图书馆书籍或其他文字图片资料，从下列任务中任选一项完成。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
放射性的发现
1895 年，德国物理学家伦琴发现了X 射线，这一发现轰动了当时整个科
学界，许多科学家都对X 射线发生了极大的兴趣。
法国物理学家贝克勒耳也着手研究了荧光物质能否发射X 射线的问题，他发现，一块硫酸铀盐在日光下曝晒之后，能够发出很强的荧光，并使黑纸包封的照像底片感光，于是他认为X 射线与荧光有关。
[next] 1896 年2 月26 日，他进一步作实验时，一连几个阴天，他无法实验。
3 月1 日天晴，他在实验前检查与铀盐放在一起密封底片时，发现底片已被铀盐曝光。
贝克勒耳恍然大悟，感光的真实原因乃是铀盐发出的一种神秘射线。
这种射线被称之为“贝克勒耳射线”。
经研究发现，铀盐所发出的射线不仅能使底片感光，还能象X 射线一样穿透一切物质，使空气电离，引起验电器放电。
这一发现引起人们的极大兴趣，法国籍的波兰物理学家玛丽·居里立刻想到了是否还有其他的元素也具有这种性质。
她系统地研究了当时已知的各种化合物，于1898 年和德国的施徕特同时发现了“钍”也具有这种性质，她建议把这种性质叫作“放射性”。
经过长期顽强的工作，居里夫妇终于在1898 年发现了两种新元素：钋和镭，它们也有很强的放射性。
尽管新的放射性元素陆续被发现，并且开始了实际应用，但是辐射本身的性质并不清楚，为此物理学家进行了各种实验，居里夫妇妇发现，镭同时发出两种射线。
英国物理学家卢瑟福在这一方面成绩最为突出，1899 年他就发现放射性物质发出的射线不是单一的，可以分出带正电荷的a 射线和带负电荷的β射线，前者穿透性较弱，后者穿透性较强。
1900 年法国人维拉德发现了第三种射线，即穿透性很强的不带电荷的γ射线。
（彼埃尔.居里与妻子玛莉.居里在实验室中）（居里〈右〉在他的实验室。