1、復(fù)習(xí)回顧:,例： 天然放射性元素 (釷)經(jīng)過一系列衰變和衰變之后變成 （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.衰變過程中共有4次衰變和8次衰變 D.衰變過程中共有6次衰變和4次衰變,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

2、線的方法,1、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，過熱液體會(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

3、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，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

4、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）、衰變過程不可逆，所以用箭頭，不用等號(hào) 3）、由

5、實(shí)驗(yàn)決定，不憑空編造,盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，往容器中通入氮?dú)夂?，在熒光屏上出現(xiàn)了閃光，這表明，有一種新的能量比粒子大的粒子穿過鋁箔，撞擊在屏上，這種粒子肯定是在粒子擊中某個(gè)氮核而使該核發(fā)生變化時(shí)放出的。這樣，盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變，人類第一次打開了原子核的大門。,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)變的過程英國(guó)物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條粒子徑跡中，發(fā)現(xiàn)了條產(chǎn)生分叉

6、的記錄,分叉情況表明，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

7、，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)為這是射線經(jīng)檢測(cè)，射線的能量在10eV左右，遠(yuǎn)大于天然放射物質(zhì)衰變時(shí)發(fā)出的射線的能量,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5.7 MeV的質(zhì)子這是異常驚人的新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠湫袨橥耆煌谏渚€，射線只能打出電子而打不出質(zhì)子，光子的質(zhì)量近乎，電子也很輕，光子撞擊電子，使它動(dòng)起來是合乎常理的，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射線，那么光子的能量應(yīng)達(dá)55 MeV，這與實(shí)際測(cè)得的射線能量10 MeV相去甚遠(yuǎn)這射線在向約里奧夫婦招手

8、呼喊：我不是射線！可惜的是，他們擦肩而過，無緣相識(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)未知射線判定為射線的結(jié)論。,1932年月底，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

9、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、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

10、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，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

11、素的應(yīng)用,A、由于射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫射線探傷儀,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，左上方的馬鈴薯沒經(jīng)過射線照射，右下 方的被射線照射的劑量最大，左下方保存最好的 馬鈴薯被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

12、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