《放射性的发现》教学设计

《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。

（1）X射线的发现过程

(2) 天然放射性的发现过程。 课上给大家展示 （一）X射线的发现 1、X射线的发现历史

请学生代表交流X射线的发现过程。 威廉·康拉德·伦（1845年3月27日－1923年2月10日），德国物理学家，1895年1月5日，发现X射线。他因此于1901年获第一次诺贝尔物理学奖金。这一发现宣布了现代物理学时代的到来，使医学发生了革命。

一天，伦琴在做实验。当他把荧光板靠近玻璃管的铝窗时，觉得玻璃管内的亮光影响了自己对荧光板的观察。于是，他就找了一张包照相底片的黑纸，把玻璃管包住。这样玻璃内的亮光就透不出来了。当伦琴把荧光板靠近玻璃管的铝窗时，荧光板上发

出微弱的亮光，但当荧光板离铝窗稍远些时，荧光板上就不会发光了。

他好奇地用这种射线给自己的妻子拍摄了一张手指骨照片,照片清晰地显示出伦琴夫人手指骨和无名指上金戒指的轮廊。这也是人类历史上第一张人体X射线骨骼照片。

1896年，在柏林的物理学年会上，当场进行了实验表演，立刻引起了参加会议的学者的重视。消息迅速传遍了全世界，美国有一家医院就用伦琴发现的X射线为一位受枪伤的病人作子弹定位，顺利地取出了体内的子弹。三个月后，在维也纳，医生开始用X光拍片。在外科领域中,它首先应用于骨骼系统的观察。美国著名医学家坎农(W.C.Cannon)在1898年发现,用铋或钡配合X射线检查,可以清楚地观察到动物的食道。以后,X射线普遍应用于人体各器官的检查,并成为临床诊断不可缺少的内容。很快，全世界刮起了一股X射线热。

2、简单介绍X射线的发射装置——阴极射线管，发射X射线的基本原理 3、实验：展示射线演示仪，并演示X射线的透视功能

4、通过教学讲解，介绍X射线的物理、化学、生物特性；进而使学生了解并理解X射线在

各个领域的应用，以及如何防护。 （1）X射线的显著作用： 物理特性

①、穿透作用。X射线波长短，能量大，表现出很强的穿透能力。 ②、电离作用。物质受X射线照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。在电离作用下，气体能够导电；

③、荧光作用。X射线波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、硫化锌镉等时，可使物质发生荧光（可见光或紫外线)。

④、热作用。物质所吸收的X射线能大部分被转变成热能，使物体温度升高。

⑤、干涉、衍射、反射、折射作用。这些作用在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。 化学特性

感光作用。X射线同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X射线量成正比，当X射线通过人体时，因人体各组织的密度不同，对X射线量的吸收不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得X射线的影像。 生物特性

X射线照射到生物机体时，可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。 （2）x射线的应用 ①. 医学诊断 ②、X射线治疗

③、工业领域 ：X射线探伤 （3）X射线防护

射线防护方法有三种,即距离防护、时间防护、屏蔽防护 5、X射线本质：

1912年德国物理学家劳厄判定，x射线是一种频率极高的电磁波 6、X射线意义：X射线的发现和研究导致放射性的发现 （二）天然放射现象的发现 1、天然放射现象的发现

请学生代表交流X射线的发现过程。

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，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．

贝克勒尔现象，引起了居里夫妇的浓厚兴趣，射线放出来的力量究竟是从哪里来的呢?这种放射的性质又是什么呢?居里夫人把自己的全部身心都投入到铀盐的研究中去了，她广为搜罗并研究了各种铀盐矿石，她被铀盐矿石神奇的射线所吸引，她把特别的爱奉献给了这种特别的矿石。接受过严格而又系统的高等化学教育的居里夫

人，在研究铀盐矿石时想到，没有任何理由可以证明铀是唯一能发射射线的化学元素。她猜想，一定还会有别的元素也具有同样的力量，只不过人们目前还不知道罢了。她依据门捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一进行测定，结果很快发现另外一种钍元素的化合物，也自动发出射线，与铀射线相似，强度也较接近。

居里夫人认识到，这种现象决不只是铀的特性，必须给它一个新名称，居里夫人就把它

命名为“放射性”，铀、钍等有这种特殊“放射”功能的物质，叫做“放射性元素”。 后来，在她的丈夫皮埃尔先生的帮助下，她又测定了能够收集到的所有矿物，她想知道还有哪些矿物具有放射性。 在测量中，她获得了又一个戏剧性的发现，在一种来自当时的捷克斯洛伐克的沥青铀矿中，她发现，其放射性强度比原先设想的要大不知多少倍。

那么，这种不正常的而且过度的放射性又是从哪里来的呢?用这些沥青铀矿中的铀和针的含量，决不能解释她观察到的放射性的强度。 因此，只能有一种解释，这些沥青矿物中含有一种比铀和针的放射性作用强得多的新元素，而且不是当时人类所已经知道的元素，它一定是一种未知的元素。

居里夫人的发现吸引了皮埃尔先生的注意，居里夫妇携起手来，并驾齐驱，向科学的未知领域发起强有力的进攻。

在条件极其简陋的实验室里，经过居里夫妇锲而不舍的长期努力，1898年7月，他们宣布发现了这种新元素，它比纯铀放射性要高出400倍。 2、射线到底是什么呢？

教师提出以下问题请同学思考

（1）.在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？

（2）.它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？ （3）.这些射线带不带电呢？ 学生分组讨论，寻找证明射线是否带电以及带何种典型的研究方法，并通过学生讨论得出，可以利用磁场和电场的方法加以研究。

学生阅读教材，总结三种射线的本质、速度、贯穿以及电离本领。 α射线 β射线 成分 速度 贯穿本领 电离本领 γ 射线 3、说明物体具有放射性表明原子核有内部结构的原因

（三）、总结何谓天然放射现象

放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．

小结：

五、教学流程：

X射线的发现 天然放射性的发现 射线到底是什么？ 天然放射现象