高中物理选修1-2３.３＜有关天然放射现象、衰变和放射性同位素的应用的教学建议＞

高中物理选修1-2３.３＜有关天然放射现象、衰变和放射性同位素的应用的教学建议＞ 有关天然放射现象、衰变和放射性同位素的应用的教学建议 (1)本节由天然放射现象开始，揭示了原子核是可变的、可分的，使传统的自然观受到很大的冲击.可以结合物理学发展史上的有关事实，向学生进行辩证唯物主义的思想教育.比如让学生了解，1895年发现X射线，1896年发现天然放射性，1897年发现电子，连续出现的这三大发现在科学界和哲学界产生的影响是十分巨大的，给整个物理学界带来了困惑和论争，有人称作“原理的普遍毁灭”(原子的不可分割不可变性被打破了，物质不灭和能量守恒的规律受到了新的检验等等).唯心论者认为“原子非物质化，物质消失了”.事实又是怎样呢,新的重大发现，将物理学推上了一个新的高峰，正如列宁指出的:“自然界中的一切界限，都是有条件的、相对的、可变动的”，“现代物理学是在临产之中，它正在产生辩证唯物主义”. 从前曾有人企图“点石成金”，终以失败告终，使人们形成了“原子不可变、不可分”的看法.放射性的发现推翻了这种看法.放射性元素放出的三种射线只可能是从原子核里放出来的;放射性元素放出射线后，它自身就衰变成了另一种元素的原子核，这就告诉我们原子核也是可变的.从而引起了人们去探索原子核变化的奥妙，揭开了核物理学的第一页. (2)关于衰变的教学 ?教材介绍研究放射性元素发出射线的实验装置，如图2所示是让射线进入磁场中观察其偏转情况来研究的.也可让射线进入电场中，如图1所示.实验结果可列表进行对比. 对三种射线可列表对比: ?衰变是一种基本的原子核反应，天然放射性元素原子核和人工制造的放射性同位素都能发生衰变.要让学生记住常用的核符号，会写核反应方程.衰变过程遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写衰变方程的依据.这是研究核变化的基本工具.为此，可写一些方程让学生练习——不能随意编造，要从可靠的资料上选择实际发生的核反应，也可以当堂做课本中的练习.在写衰变方程时让学生根据衰变规律来确定衰变后产生的新核，这个规律是:α衰变，新核质量数减4，电荷数减2.β衰变，新核质量数不变，电荷数加1.可以讲一讲，在原子核里，中子和质子是可以互相转化的.β衰变中放出的电子，就是中子转化为质子时放出来的.这样可以解决学生可能存在的疑问，原子核内部没有电子，为什么会发生β衰变而放出电子呢, ?半衰期是了解原子核衰变情况的基本概念，也是学生理解时较困难的问，要举具体让学生体会才好懂.半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中，放 ,发生衰变所需的时间，这是一种统计规律.有的学生认为射性元素原子核有50 从半衰期可以推出全部衰变的时间，从而得知放射性样品的寿命，这种想法是错误的.每经一个半衰期，放射性元素的原子核的数目要衰变掉一半，因此设原有的核总数为N0，则每经过一个半衰期，剩下的放射性元素原子核(没有衰变的)数目N′应 原子核来说，是无意义的，因为这个核是否马上衰变，会受到各种偶然因素的支配. ?放射线的探测方法.是选讲内容，教材中只讲了云室、计数器和乳胶照相.云室一般中学有此装置，应演示给学生观察.学生兴趣很大，看不见摸不着的射线现在看见了它们的径迹，既感到新鲜，又能对所学的知识确信无疑.讲云室要涉及到过饱和汽的知识——迅速膨胀，气体降温，酒精汽过饱和，以射线粒子运动中碰撞出来的气体分子电离成的离子为核，凝结成微小液滴，显示出粒子的径迹.要把层次给学生理清楚.要强调看到的只是成串的小液滴，它描述了射线粒子运动的径迹，而不是射线本身.云室利用的是射线的电离本领. 计数器也是利用射线的电离本领;乳胶照相是利用射线的感光作用.此外还可利用射线的荧光作用进行观察. (3)放射性同位素的应用，在现代生产和科学研究中应用日益广泛.教材中介绍了一些我国的发展情况.平时要注意收集这方面的材料，以便在讲课中及时联系新的成就，充实教学内容.