高中物理人教版 (新课标)选修34 放射性的应用与防护教学设计

教学重点、难点分析

重点：三种射线的应用。

难点：理解“示踪原子”的应用原理。

课时安排

1课时

课前准备

教师：放射性应用的图片、挂图（可以是多媒体图片资料），放射性污染与防护资料影片，相关阅读资料。

附：阅读资料（参见〖背景资料〗）。

学生：通过查阅图书、上网或向有关人员请教咨询查找收集以下几方面材料或信息：

1. 放射性的应用（实例介绍）。
2. 放射性污染的危害性（史实资料）、放射性污染的防护措施。

教学过程

○引入新课

上一节课我们研究了放射性和三种放射线的特点，这节课主要研究放射性的应用。

【板书】四、放射性的应用与防护

○新课教学

一、分组讨论

最近大家又通过各种渠道收集了许多有关“放射性的利用”和“放射性污染的危害与防护”的资料。下面我们以小组（4~5个人）为单位综合处理每个人的资料（此过程学生可以在课前有所准备），然后准备在课堂上作包含以下方面的陈述：

 ⑴ 什么是放射性同位素？为什么生产和科研中采用人造而非天然放射性物质？

 ⑵ α、β、γ三种放射线对物质的作用各自有何特点？

 ⑶ 利用实例分别介绍三种放射线的应用并简要说明应用原理（或依据）。

 ⑷ 什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？

 ⑸ 什么是放射性污染及放射性污染有什么可怕后果？

 ⑹ 哪些事件或事物会导致放射性污染？并请举出实例。

 ⑺ 对放射性物质有哪些有效的防护措施？

 以上问题要通过多媒体（幻灯片）展示。

二、组织课堂进行小组（代表）陈述

选一个小组进行陈述（一个同学陈述后，其它同学补充），配合该小组的陈述教师作相应内容的标题性板书：

【板书】一、放射性的应用：

二、放射性污染和防护

三、小组陈述完以后组织进行答辩：同学们就相关内容提出问题，先由该小组成员回答，也可以由其它同学回答。

教师视情况作必要的补充或重点内容的强调。特别是应该及时引导、把握、控制提问及讨论的方向。对讨论中的重点内容，教师做适当的板书（见下一项）。

四、问题解答（这些问题在答辩中解决并作相应的板书）

【板书】1.放射性同位素：有些元素的同位素具有放射性，叫做放射同位素。

人工放射性的优点：半衰期短；放射性材料的放射强度容易控制等等。

（解释：第一，人造放射性同位素可以通过核反应获得，下一节将学习“核反应”。第二。虽然放射性元素衰变的快慢由核内部因素决定，但可以控制材料中放射性同位素的含量。）

【板书】2.γ射线探伤仪可检查金属内部的损伤。其物理依据是有很强的惯穿本领。

（解释：在“探伤”这个问题上，有些学生可能联想到“X射线探伤”和“超声波探伤”。γ射线的穿透能力比X射线穿透能力更强，而且X射线不是原子核的放射线，其设备复杂庞大不易于室外应用，所以在探伤这方面的许多场合现在多用γ射线探伤仪。γ射线和X射线都是电磁波，而超声波则是进行波，在金属和许多物质中衰减很小，穿透能力甚至可达数米，探伤手段和前两者不同，所以超声波与γ射线应用场合不同。）

【板书】3.α射线带电、能量大，可使放射源周围的空气电离，变成导电气体从而消除静电积累。应用时，可将α射线源；安装在机器运转中会产生静电的适当部位。

【板书】4.放射线能引起生物体内DNA的突变。这种作用可以应用在放射线育种、放射线灭害虫、放射作用保存食品以及医学上的“放疗”等等。

（解释：放射线照射害虫会导致害虫不育，从而减少害虫数量，最终消灭害虫。教材图22—10说明的是是放射线的作用抑制了马铃薯发芽生长。而另外一种保存食品的原理是利用放射线可以杀死微生物的功能。在医学上除了“放疗”外，“γ刀”治疗肿瘤上将其“烧死”。）

【板书】5.把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况。这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素就是示踪原子。

    （解释：示踪原子的获得可用物理方法和化学方法。化学方法的原理是同位素具有相同的化学性质。在制造化合物时用适量的放射性同位素取代非放射性同位素，以后便可通过仪器探测跟踪该元素的“去向”。）（这是教学的难点）

示踪原子应用补充：除了课文中所讲用于农业科学和医学研究外，在工业中可以用以测定输油管中的流速，测定油管的漏油情况等；在生命科学中可用于环境监测，比如用示踪原子“跟踪”污水对海洋的污染，以便提供防治污染的原始资料和依据。

（解释：过量的放射线对人体内DNA作用使之发生突变，造成对人体的伤害。科研或生产中使用的放射源物质丢失、遗落，核爆炸、核电站泄露等都会导致放射性污染。）

五、演示：放映资料片《切尔诺贝利核泄漏事故》片断。

【教学设计说明】

本节内容知识性强，而且可浅可深，涉及范围宽，只靠教师讲解既不可能有合适的深度又枯燥无味。而采用上述教学设计既开放了学生的手脚，使课堂生动充实，又使教师能从学生学习过程中发现半单刀直入突破其认识弱点，从而化解教学中的难点。同时由于教学方式不是灌输式，不同接受能力的学生可从中获得不同层次的知识内容。

【参考题】

1.下列关于放射线的说法中正确的是

  A. 放射线可以用来进行工业探伤

  B. 放射线可以使细胞发生变异

  C. 放射同位素可以用来做示踪原子

  D. 放射线对人体无害

2.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变

  A. 把该元素放在低温处

B. 把该元素密封在很厚的铅盒里

C. 把该元素同其它的稳定元素结合成化合物

D. 上述方法均不可以

3.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子

  A. γ射线探伤仪

  B. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管漏油情况

  C. 利用钴60治疗肿瘤等疾病

  D. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，用以检测确定农作物吸收养分的规律

【补充资料】

⑴在一开始讨论放射线应用时，可能会有学生提出X射线透视。但是经过学习课文后知道，虽然X射线与γ射线有许多类似的性质和作用，X射线却不属于原子核内放出的射线，不是放射性同位素的作用。教师要及时说明。

⑵放射性应用资料的相关网址：

① http://www.cirp.org.cn

② http://www.xgcc.com.cn

③ http://www.bjrd.gov.cn/rfzs.htm

④ http://www.bbk2000.com/prod01(02).htm