1、1.2放射現象,俄羅斯前特工利特維年科死於輻射中毒。,某人或曾故意把放射物質釙-210 放進他的食物，使他中毒身亡。,進食極少分量的釙-210 便足以致命，但釙-210 在體外時，危險性很低。為甚麼？(p.20),1 核輻射的由來和本質,、 和 輻射都來自原子核。, 輻射氦核流（帶正電） 輻射高速電子流（帶負電） 輻射非常高頻的電磁波（性質與 X 射線相似）,三種核輻射的特性,氦原子核,+2(+3.2 10-19 C),1(-1.6 10-19 c),高速電子,與 X 射線相似的電磁波,最高達光速的 10%,最高達光速的 90%,光速,不帶電,三種核輻射的特性,氦原子核,4 10 MeV,1
2、MeV,高速電子,與 X 射線相似的電磁波,0.1 MeV,能量,2 放射源,a 學校實驗室常用的放射源,學校實驗室可以儲存下列幾種放射源作教學用途：,鎇(americium) : 和少量 輻射鍶(strontium) : 輻射鈷(cobalt) : 輻射鐳(radium) : 、 和 輻射,全是弱放射源，並以金屬密封,實驗室內使用放射性物質的安全守則,使用適當的鉛容器來存放和運送放射源，用完後必須把放射源鎖起來。,拿取放射源時，必須用鑷子或其他專用工具，千萬不要讓放射源掉到地上。 放射源與人體必須保持一隻手臂以上的距離，而且不能對着人體，特別是眼睛。,放射源只能在實驗時由老師使用。老師應仔細
3、安排實驗，以盡量縮短使用放射源的時間。,在儲存放射源的地方標上警告標誌。,b 本底輻射,即使將放射源妥善存放，我們仍會接觸到來自周圍環境的輻射。 本底輻射（來自天然或人造輻射源）,核醫學: 放射療法 , 放射造影消費品: 熒光錶 , 煙霧探測器 , 避雷針,3 致電離能力,輻射電離分子的過程,電離的氣體能夠導電（ 離子可以自由移動） 輻射愈強，產生的離子便愈多 導電能力愈高,不帶電分子,不帶電分子,輻射撞擊分子,正離子,電子,一粒電子被擊出,另一個分子俘獲電子，變為負離子,負離子,例題 1,下圖顯示居里夫人使用過的輻射探測器的構造,為甚麼放射性樣本放在兩塊導電板之間時，檢流計會探測到電流？,放
4、射性樣本發出的輻射使導電板之間的空氣分子電離。所產生的正離子移動到負極板，負離子則移動到正極板。 電路中產生電流,核輻射的致電離能力： ,(p.13),火花計數器可以用來研究輻射的致電離能力。,火花計數器探測到輻射時會產生火花。火花的數目顯示輻射的致電離能力有多強。,取消,金屬絲接駁高壓電。一個放射源放在金屬網附近。,輻射把空氣分子電離。金屬絲和金屬網之間有一個強大的電場，令電子和離子加速，把更多空氣分子電離。,取消,空氣現在可以導電，形成電流脈衝。 在電流中的正離子重新捕獲電子。 以光的形式放出能量 產生火花,取消,實驗 1b,輻射的致電離能力,裝置火花計數器。,把一個 放射源放置在金屬網上
5、方大約 1 cm 處，然後觀察產生的火花。用 和 放射源重複以上步驟。,取消,4 觀看核輻射,我們不能直接看見核輻射，但可以用擴散雲室 觀察核輻射產生的離子徑跡。,橡膠楔子用來墊平雲室,充滿飽和酒精蒸氣,盛載乾冰，用以將雲室上層冷卻至極低温度,弱放射源在雲室放出輻射。沿途會產生離子,酒精蒸發後，從上往下擴散，在離子周圍凝結成霧點。,極小的酒精霧點在燈光照耀下，顯示出輻射的徑跡。,視訊,實驗 1c,在雲室底部放一些乾冰。,2.在毛氈環上加些酒精，並蓋上雲室的蓋子。,取消,實驗 1c,擴散雲室,用橡膠楔子把雲室墊平，然後用燈照亮雲室。把弱放射源放進雲室，從雲室上方觀察輻射徑跡。把徑跡簡略地描繪出來
6、。,取消,雲室內出現多條徑跡。沿不同方向隨機產生，每條的長度略有不同放射源隨機地放射出不同能量的輻射,http:/library.thinkquest.org/27954/excloud.htm,http:/ 粒子較重，不易改變方向）,徑跡幼細而彎曲（ 粒子較輕，較易改變方向）,徑跡細小而稀疏, 致電離能力很高(10000), 致電離能力較低(100), 致電離能力非常低(1),科學家將 放射源放進注入了氦氣 的擴散雲室中做實驗。,發現了一種特別的徑跡，稱為直角分叉徑跡,碰撞物體的質量相同，直角分叉徑跡才會產生 輻射是氦核流,錄像片段,進度評估 2 Q1,指出哪種核輻射,(a)帶正電；(b)和
7、 X 射線有相似的特性；(c)是高速電子流；(d)是氦核流。,進度評估 2 Q2,粗而直,細小而稀疏,強,弱,少量火花,試完成下表,small and scattered,thick and straight,few sparks,5 穿透能力,輻射能穿透多厚的物質，與它的致電離能力有關。,可用蓋革彌勒計數器 來研究輻射的穿透能力。,蓋革彌勒管,蓋革彌勒管內注入低壓氬氣，中間的金屬絲接駁高壓電。,輻射進入管中，把內裏的氬氣電離。,電子被吸到金屬絲上，產生電流脈衝，這些脈衝可用脈衝計數器量度。,實驗 1d,裝置蓋革彌勒計數器。記錄本底輻射每分鐘的計數率。,錄像片段(1.6 實驗 1d - 輻射的
8、穿透能力和射程),錄像片段(1.5 蓋革彌勒計數器),把 放射源置於蓋革彌勒管前 1 cm 處，量度計數率。把吸收物置於蓋革彌勒管和放射源之間，找出要用多厚的吸收物才能完全阻擋輻射。分別用 放射源和 放射源重複以上步驟（放射源與蓋革彌勒管相距約 5 cm）。,a 在物質中的射程,輻射通過物質（如空氣、金屬）沿途會不斷把物質中的分子電離，因而漸漸失去能量，最後停下來逐漸被吸收,射程輻射被完全吸收之前所經過的距離,致電離能力愈強的輻射，在物質中的射程便愈短。（ 消耗大量能量來把物質的原子電離）致電離能力 因此，,核輻射在空氣中的射程：（超過100 m） （數米） （數厘米）,放射源,鉛板(25 m
9、m),b 穿透不同物質的能力,致電離能力較強 穿透能力較低（ 更易被阻隔或吸收）,12 張紙能把 輻射完全吸收。,5 mm 厚的鋁板能把 輻射完全吸收。, 輻射輻射不會完全被吸收，25 mm 厚的鉛板只能吸收一半 輻射。,核輻射的穿透能力 ,模擬程式,例題 2,一個置於火花計數器上的放射源，產生大量火花。如果在這個放射源和火花計數器之間插入一張紙，便只有小量火花產生。, 和 輻射。如果在放射源和火花計數器之間插入一張紙，紙張會吸收 輻射，但因為 輻射仍能通過紙張，所以會產生小量火花。,這個放射源可能放出哪些輻射？,Example 2,思考:是否有放出 輻射？,即使放出 輻射也不會產生火花。,我
10、們不能推斷有沒有放出輻射。,例題 3,研究員在放射源和蓋革彌勒管之間放置不同的吸收物，然後量度每分鐘的計數率。,每放置一種吸收物，都會記錄三次讀數。,(a) 為甚麼即使使用同一種吸收物，所錄得的三個讀數仍會有差異？,放射源放出輻射的過程是隨機 的。,(b) 試解釋放射源放出哪些輻射。,只放出 輻射。 用空氣和紙張作為吸收物時，定率計的讀數大致相同 沒有 輻射用鋁作為吸收物時，定率計的讀數下降 輻射用鉛取代鋁作為吸收物時，定率計的讀數沒有改變 沒有 輻射,(c) 試解釋用鉛作為吸收物時，為甚麼計數器仍有讀數。,用鉛作為吸收物時，讀數來自本底輻射。,參照起點 (p.8)釙-210 只放出 輻射。
11、輻射致電離能力很強 嚴重損害人體細胞穿透能力很弱 不能穿過人體的皮膚 在人體外造成的傷害輕微得多,6 在電場與磁場中的偏轉,a 在電場中, 輻射（帶正電）向負電極偏轉。 輻射（帶負電）向正電極偏轉。 輻射（中性）不會偏轉。, 質量不同 粒子只會稍微偏轉，而 粒子則會大幅度偏轉。,b 在磁場中,、 和 輻射所帶的電荷不同 在磁場中會有不同的偏轉方向和幅度, 質量不同 粒子的偏轉幅度較 粒子小,模擬程式,實驗 1e,1.7 實驗 1e - 輻射在磁場中的偏轉,裝置實驗器材。在沒有施加磁場的情況下，記錄計數率。,加入磁鐵後，計數率會下降。移動蓋革彌勒管，直至計數率回升為止。,錄像片段,取消,例題 4
12、,接觸輻射的工作人員必須佩戴裝有底片的襟章，以監察他們所受的輻射水平。底片由紙張包裹，連同鋁片和鉛片一起放置在襟章內。,第 5 冊 單元 1.2 放射現象,兩個工作人員把他們襟章內的底片取出沖曬，下表顯示底片上不同部分的變黑程度,(b)推斷偉強和志明各人必定接觸過哪些輻射，並簡單解釋原因。,由於 輻射不能穿透紙張，不能推斷兩人是否接觸過 輻射。,(a) 為甚麼要用紙張包裹底片？,避免底片受可見光照射而變黑。,偉強的底片在鉛片下的部分沒有變黑，即是他沒有接觸過 輻射。 他必定接觸過的輻射，只有 輻射一種。志明的底片在鉛片下的部分也變黑了。 他必定接觸過 和 輻射。,在沒有物料遮蓋和在鋁片下的部分
13、，底片的變黑程度不同。 他們曾經接觸 輻射,(c) 我們都會接觸到來自周圍環境的輻射。指出這種輻射的名稱，並列出這種輻射的三個來源。,本底輻射。來源宇宙射線、食物和飲料、由岩石和土壤釋出的氡氣。,進度評估 3 Q1,數厘米,弱,超過 100 米,弱,試完成下表,第 5 冊 單元 1.2 放射現象,進度評估 3 Q2,由鐳放射源放出的輻射，在強磁場中分為 X、Y 和 Z 三個部分,X、Y 和 Z 是甚麼？,X Y Z , 輻射, 輻射, 輻射,進度評估 3 Q3,把磁場換成電場後，徑跡的方向大致相同。試在右圖繪出電場的方向。,由鐳放射源放出的輻射，在強磁場中分為 X、Y 和 Z 三個部分,(p. 27),F,1,F,2,F,3,T,4,習題與思考 1.2 ( 9(c) 除外),xx/05/15 交,文章(p.35),完,
