1、PAGE10放射性的應(yīng)用與防護(hù)教學(xué)設(shè)計(jì)【課標(biāo)要求】1內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（1）知道原子核的組成。知道放射性和原子核的衰變。會(huì)用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義。（2）了解放射性同位素的應(yīng)用。知道射線的危害和防護(hù)。例1了解放射性在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。例2調(diào)查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，了解相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?！拘抡n標(biāo)要求】（一）知識(shí)與技能（1）知道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫出人工轉(zhuǎn)變方程。（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的主要不同點(diǎn)。（3）了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。（4）知道放射性污染及其對(duì)人類和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，了解防范放射線的措施，建立防范意識(shí)。（二）過(guò)程與方法滲透和安

2、全地開發(fā)利用自然資源的教育。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生收集信息、應(yīng)用已有知識(shí)、處理加工信息、探求新知識(shí)的能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過(guò)程中遵循的規(guī)律。【教學(xué)難點(diǎn)】人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過(guò)程中遵循的規(guī)律【教學(xué)方法】教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流?！窘虒W(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。課時(shí)安排1課時(shí)【教學(xué)過(guò)程】（一）引入新課教師：前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了核反應(yīng)的一種形式：衰變。本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)核反應(yīng)的另一種形式：人工轉(zhuǎn)變以及人工轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的放射性同位素的應(yīng)用和核輻射的防護(hù)。學(xué)生：回憶前面學(xué)習(xí)的衰變方程以及衰變過(guò)程中遵循

3、的規(guī)律。同時(shí)學(xué)生說(shuō)出三種衰變物質(zhì)的性質(zhì)。點(diǎn)評(píng)：開門見山引入本節(jié)課的課題，這能很快讓學(xué)生知道本節(jié)課要做的事情，符合這一部分內(nèi)容的教學(xué)。通過(guò)復(fù)習(xí)鞏固前面的知識(shí)，對(duì)這一部分內(nèi)容的教學(xué)是有幫助的，有利于學(xué)生對(duì)人工轉(zhuǎn)變的理解。（二）進(jìn)行新課1核反應(yīng)：原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程叫核反應(yīng)。在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程：例：寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程。（1）1123Na俘獲1個(gè)粒子后放出1個(gè)質(zhì)子（2）1327Al俘獲1個(gè)粒子后放出1個(gè)中子（3）816O俘獲1個(gè)中子后放出1個(gè)質(zhì)子（4）1430Si俘獲1個(gè)質(zhì)子后放出1個(gè)中子學(xué)生：理解并記住核反應(yīng)方程，通過(guò)方程理解核

4、反應(yīng)中遵循的規(guī)律。點(diǎn)評(píng)：這部分主要為老師講解，學(xué)生通過(guò)前面已學(xué)的知識(shí)來(lái)掌握新的知識(shí)。再通過(guò)例題進(jìn)行鞏固。2發(fā)放教師自編的有關(guān)原子物理發(fā)展的一些有趣的故事性的文章，要求學(xué)生當(dāng)堂閱讀并體會(huì)當(dāng)初發(fā)現(xiàn)原子物理五大基本粒子的艱辛及發(fā)生的一些故事或其中發(fā)生的遺憾，告訴學(xué)生科學(xué)總是鐘愛那些有準(zhǔn)備有思考的頭腦。有趣的原子物理學(xué)上世紀(jì)30年代是現(xiàn)代物理學(xué)史上一個(gè)激動(dòng)人心的年代。這一年代物理學(xué)上新發(fā)現(xiàn)層出不窮。尤里HCUrey,美,18931981發(fā)現(xiàn)氫的同位素氘,尤里發(fā)現(xiàn)氘之后的1934年，他被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)；考爾拉夫特英,18971967與沃爾頓愛爾蘭,1903因?qū)崿F(xiàn)人工核蛻變的開創(chuàng)性工作，共同分享了195

5、1年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);安德森CDAnderson,美,1905年發(fā)現(xiàn)正電子,其實(shí)是約里奧居里夫婦最早在實(shí)驗(yàn)中得到正電子，但因?yàn)槲茨苷_識(shí)別而使得這一榮譽(yù)最終歸結(jié)到卡爾戴維安德森頭上，安德森因發(fā)現(xiàn)正電子而獲得1936年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);查德威克JChadwic,英,18911974發(fā)現(xiàn)中子,也是約里奧居里夫婦最早在實(shí)驗(yàn)中得到中子，但同樣未能正確識(shí)別而使得這一榮譽(yù)最終歸結(jié)到盧瑟福的學(xué)生查德威克頭上，查德威克在他們發(fā)表研究實(shí)驗(yàn)論文二十多天后重復(fù)他們的實(shí)驗(yàn)而提出發(fā)現(xiàn)了中子，并因發(fā)現(xiàn)中子而獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);經(jīng)過(guò)連續(xù)兩次失誤之后，約里奧居里夫婦并沒有灰心喪氣，他們總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，他們發(fā)現(xiàn)了其他一

6、些人工生成的放射性物質(zhì)，即人工放射性,這是20世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)之一,是人類變革微觀世界的一個(gè)突破，為同位素和原子能的利用提供了可能，他們因此獲得了1935年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1938年奧托哈恩作出了震撼世界的偉大發(fā)現(xiàn)重核裂變而獲得1944年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，正像查德威克能發(fā)現(xiàn)中子一樣，哈恩也完全得力于約里奧一居里夫婦的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。約里奧一居里夫婦證明了裂變產(chǎn)生的中子能夠引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)現(xiàn)，是實(shí)際利用原子能的依據(jù)。它為人類開發(fā)新的能源開辟了廣闊的前景。約里奧一居里曾向向毛澤東建議，中國(guó)也要搞原子彈，1950年朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后毛澤東首次重視約里奧居里的建議，下決心要發(fā)展原子能科學(xué)。到

7、1932年底，在基本粒子的家族中已知五種電子湯姆孫1906年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、正電子、光子愛因斯坦因在光電效應(yīng)方面的研究，被授予1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、質(zhì)子盧瑟福1908年，盧瑟福獲得該年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，1908年，盧瑟福獲得該年度的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他對(duì)自己不是獲得物理學(xué)獎(jiǎng)感到有些意外，他風(fēng)趣地說(shuō)：“我一個(gè)搞物理的怎么就得了個(gè)化學(xué)獎(jiǎng)呢”“這是我一生中絕妙的一次玩笑！”他的助手和學(xué)生中，先后榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的竟多達(dá)12人。如果世界上設(shè)立培養(yǎng)人才的諾貝爾獎(jiǎng)金的話，那么盧瑟福是第一號(hào)候選人、中子。盧瑟福的實(shí)驗(yàn)室被后人稱為“諾貝爾獎(jiǎng)得主的幼兒園”。他的頭像出現(xiàn)在新西蘭貨幣的最大面值100元上面，作為國(guó)

8、家對(duì)他最崇高的敬意和紀(jì)念。1930年，德國(guó)物理學(xué)家博特（）和貝克用粒子轟擊較輕的元素，特別是轟擊鈹時(shí)，發(fā)現(xiàn)從鈹中發(fā)射一種強(qiáng)度不大但穿透力極強(qiáng)的射線。這種射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（因而不帶電），在穿透2厘米厚的鉛板之后，射線的強(qiáng)度只減弱13%。當(dāng)時(shí)把這種射線稱作是鈹輻射。根據(jù)當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的各種輻射的研究，射線和射線都沒有這么強(qiáng)的穿透力。唯一能穿透鉛板且不帶電的是射線，因此這兩位物理學(xué)家錯(cuò)誤地認(rèn)為他們發(fā)現(xiàn)的是高能射線。根據(jù)這種射線在透過(guò)鉛板后強(qiáng)度減弱的情況，他們推算出這種射線的能量約為10兆電子伏特左右。1932年，約里奧居里夫婦重復(fù)了博特的鈹輻射實(shí)驗(yàn)，他們的實(shí)驗(yàn)條件很好，有強(qiáng)大的射線源，很

9、容易就得到與博特相同的結(jié)果。為了測(cè)量物質(zhì)對(duì)鈹輻射的吸收，他們把各種物質(zhì)放在鈹板與輻射測(cè)量?jī)x之間，意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把石蠟放在鈹輻射經(jīng)過(guò)的路徑上時(shí)，輻射測(cè)量?jī)x記錄到的粒子數(shù)不僅沒有減少，反而比不放石蠟時(shí)多得多。經(jīng)過(guò)鑒定，他們發(fā)現(xiàn)，從石蠟里飛出的是質(zhì)子。這表明，鈹輻射從石蠟中打出了質(zhì)子。根據(jù)打出的質(zhì)子的速度，他們推算出這種射線的能量是50兆電子伏特，這與上述10兆電子伏特相去甚遠(yuǎn)。然而，約里奧居里夫婦還是沿著博特的錯(cuò)誤思路思考，他們把這一現(xiàn)象解釋為光子同質(zhì)子的康普頓散射。1932年1月18日，約里奧居里夫婦發(fā)表了他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)論。由于他們對(duì)理論的輕視，使他們白白失去了一次發(fā)現(xiàn)中子的機(jī)會(huì)。1932年

10、1月18日，他們把這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果和自己的見解發(fā)表了。剛好一個(gè)月后，盧瑟福的學(xué)生、對(duì)中子概念早有精神準(zhǔn)備的英國(guó)物理學(xué)家查德威克重新解釋了約里奧居里夫婦的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為鈹輻射是一種中性粒子流，這種粒子的質(zhì)量近似于質(zhì)子質(zhì)量。這樣，盧瑟福12年前關(guān)于存在中子的預(yù)言被證實(shí)了，查德威克也因此獲得了1935年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。客觀地評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)中子這件事，應(yīng)該說(shuō)約里奧一居里夫婦對(duì)中子的發(fā)現(xiàn)做了真正重要的工作，查德威克本人也完全承認(rèn)這一點(diǎn)。但在偉大發(fā)現(xiàn)邊緣而使機(jī)遇從面前溜走，原因仍在他們本身。他們自己事后承認(rèn)，他們根本不知道盧瑟福關(guān)于存在中子的假設(shè)，缺乏作出這一重大發(fā)現(xiàn)的敏感性和想象力，而教訓(xùn)在于他們作為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家

11、只埋頭于自己的實(shí)驗(yàn)，沒有同時(shí)注意學(xué)術(shù)思想的廣泛交流。如不隨時(shí)吸取他人創(chuàng)造性的新思想，機(jī)遇還會(huì)一失再失！事實(shí)正是如此，1932年，在美國(guó)物理學(xué)家安德森發(fā)現(xiàn)正電子以前，約里奧一居里夫婦就曾經(jīng)在云室中清楚地觀察到了正電子徑跡，但他們沒有認(rèn)真研究出現(xiàn)的奇特現(xiàn)象，誤認(rèn)為只是向放射源移動(dòng)的電子。直到安德森提出正電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，他們才明白又一次重大發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)失去了?？梢姡茖W(xué)總是偏愛有準(zhǔn)備、有想法的頭腦。通過(guò)以上的閱讀，使學(xué)生了解了科學(xué)研究的艱難和科學(xué)家的刻苦鉆研精神，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)原子物理的興趣，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，對(duì)本節(jié)課的教學(xué)有很大的幫助作用。3人工放射性同位素（1）放射性同位素：有

12、些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造兩種，它們的化學(xué)性質(zhì)相同。（2）人工放射性同位素（3）人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)：放射強(qiáng)度容易控制；形狀容易控制；半衰期短，廢料容易處理。（4）凡是用到射線時(shí)，都用人造放射性同位素學(xué)生：從這部分開始主要為學(xué)生自習(xí)和上網(wǎng)查找資料，一方面要掌握書本的知識(shí)，另一方面要擴(kuò)展自己的知識(shí)面，同時(shí)有問(wèn)題的地方及時(shí)向老師提問(wèn)，點(diǎn)評(píng)：這一節(jié)大部分為陳述性的知識(shí)，教學(xué)難度不大，學(xué)生很容易掌握，如果讓學(xué)生自習(xí)并上網(wǎng)查相關(guān)資料，他們一樣可以掌握的很好，同時(shí)還能擴(kuò)展他們的知識(shí)面，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。4放射性同位素的應(yīng)用：（1）利用射線：射線測(cè)厚裝置煙霧報(bào)警器

13、放射治療培育新品種，延長(zhǎng)保質(zhì)期學(xué)生要能說(shuō)出如何利用放射性物質(zhì)的射線的。對(duì)于書本的幾種事例要能夠講清楚工作的原理。對(duì)學(xué)生上網(wǎng)查找的有關(guān)射線的應(yīng)用也要能說(shuō)出原理。點(diǎn)評(píng)：通過(guò)學(xué)生的自習(xí)與回答問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生搜索信息，加工信息的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力，規(guī)范應(yīng)用物理術(shù)語(yǔ)的能力。（2）作為示蹤原子棉花對(duì)磷肥的吸收甲狀腺疾病的診斷學(xué)生要說(shuō)出如何將放射性物質(zhì)作為示蹤原子的原理。5輻射與安全學(xué)生通過(guò)看書與上網(wǎng)查找資料，了解放射性輻射的用處以及危害，知道只要控制好輻射量，我們就可以利用它的射線，知道身邊的一些放射性物質(zhì)，以及如何防護(hù)一些有害的放射性物質(zhì)。點(diǎn)評(píng)：這部分內(nèi)容同樣通過(guò)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)獲得知識(shí)，同時(shí)也讓學(xué)生知道核輻射并不可怕，只要控制好量并注意防護(hù)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)，講科學(xué)的意識(shí)。（三）課堂小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容相對(duì)比較簡(jiǎn)單