化学教育-高等化学
α、β、γ三种射线
地球上的一切自然物质中都含有不同数量的放射性元素,整个地球、乃至整个宇宙的一切自然物质,实际上都是由103种天然元素(不包括人造元素)组成的。在103种天然元素中,有一族元素具有放射性特点,被称为“放射性元素族”,所谓“”放射性元素“,是指这些元素的原子核不稳定,在自然界的自然状态下不断地进行核衰变,在衰变过程中放射出αβγ三种射线和有放射性特点的隋性气体氡气。其中的α射线(粒子)实际上是氦(He)元素的原子核,由于它质量大、电离能力强和高速的旋转运行,所以是造成对人体内照射危害的主要射线;β射线是负电荷的电子流;γ射线是类似于医疗透视用的X射线一样和波长很短的电磁波,由于它的穿透力很强,所以是造成人体外照射伤害的主要射线;由衰变而产生的氡(Rn)气是自然界中仍具有放射性特点的惰性气体,由于它还要继续衰变,因此被吸入肺部后,容易造成对人体内照射(特别是对肺)的伤害。
β射线速度接近光速,α射线(粒子)速度大约是光速的十分之一,电离强度是α、β、γ中最强的,但穿透性最弱,只释放出α粒子的放射性同位素在人体外部不构成危险。然而,释放α粒子的物质(镭、铀等等)一旦被吸入或注入,那将是十分危险。它就能直接破坏内脏的细胞。γ是光子,没有静止质量,比X射线的穿透力强,要是被照射,时间长了,对人的健康危害很大。
另电离程度α>;β>;γ,贯穿程度α<;β<;γ。
放射性元素——自然界平衡系统的一部分
在天然“放射性元素”中,人们常听说的放射能量最大的是铀(U)、钍(Th)和镭(Ra),其次有钾-40(40K),铷(Rb)和铯(Cs)。这6种天然放射性元素是构成地球和宇宙自然界一切物质的组成部分(当然很微量),无论是在各类岩石和土壤中,还是在一切江河湖海的水中和大气中,都有不同数量的放射元素存在。其中铀在地壳中占“克拉克值”平均含量的千分之一。这就是说,我们人类和一切生命所赖以地球的成份中本来就始终存在着天然的放射性物质。但是它不但没有阻挡住万物的生存发展和人类的繁衍生息,反而使放射性元素越来越被广泛利用在许多方面(原子核电站、空间技术、医疗技术、同位素技术等)为人类服务。自然界天然存在的低浓度的放射性辐射不但不会危害人类健康,而且已经是自然界平衡系统的组成部分,人类和一切生命已经完全适应了这个平衡系统的生存环境,如果破坏了这个平衡系统,可能反而对人类带来不利的影响。了解这些概念,就知道自然界本来就存在的放射性辐射并不可怕,只要我们能够正确地认识它的基础上科学的应用它,就绝不会造成对人民身心健康的伤害。
⒈无论是各类岩石(天然石材)中,还是土壤和海水中,普遍都存在不同数量的(但都是微量或很微量的)放射性元素。
⒉由水成(沉积)生成的大理石类和板石类中的放射性元素含量,一般都低于地壳平均值的含量(其中只有少量的黑色板石可能高于地壳平均值);
⒊在火成岩的花岗岩类(装饰石材中的“花岗石”一词是商业术语,它包括了地质学中的全部火成岩,包括花岗岩类、闪长岩类,玄武岩类、辉长岩类等和有装饰性能特点的变质岩,如,片麻状花岗岩、花岗片麻岩等),暗色系列的(包括黑列)花岗岩和“浅色系列”中的灰色系列花岗岩,其放射性元素含量也都低于地壳平均值有含量;
⒋只有“浅色系列”中的真正的花岗岩类和由火成岩变质形成的片麻状花岗岩及花岗片麻岩等(包括白色系列、红色系列、浅色的绿色系列和花斑色系列),其放射性元素含量稍高于地壳平均值的含量。在全部天然装饰石材中,大理石类、绝大多数的板石类、暗色系列(包括黑色、蓝色、暗色中的绿色)和灰色系列的花岗岩类,其放射性强度小,即使不进行任何检测也能确认是“A类”产品,可以放心大胆的用在家庭室内装修和任何场合中。
对于浅色系列中的白色、红色、绿色和花斑色系列的花岗岩,也不能笼统地认为放射性辐射强度都大,而是只有在以下几种情况下,其放射性辐射强度才有可能偏大:
⑴白色花岗岩类主要是花岗岩类中的白岗岩
白岗岩是地下岩浆冷凝的后期阶段生成的,它的主要成分是二氧化硅(Sio2,即石英),在岩石中高达73—77%。这种岩石生成的阶段(即岩浆冷凝的后期阶段)恰好也是地下岩浆中的铀、钍、铷、钾等放射性元素相对聚集的阶段。由于一切元素(包括放射性元素)在地球中的分布都是极不均匀的,如果恰好遇到某一地区的放射性元素分布相对稍多(地质上称为“本底偏高”)时,那么这个地区出产的白岗岩的放射性辐射强度就有可能偏大。
⑵红色花岗岩类
含钾的矿物钾长石是红色花岗岩的主要成分,而钾元素中的同位素钾-40(40K)本身就是放射性元素。所以含钾矿物质(呈浅粉色、粉红色等)越多,其辐射强度有可能越偏高(大)。此外,在红色花岗岩类中,包括了片麻状花岗岩和花岗片麻岩。这种在距今二三十亿年前生成的古老岩石中,不仅含钾长石多,而且有时还含一种颜色美丽的(紫红色、酱红色、紫色等)特殊矿物质——锆石(ZrSiO4)。锆石矿物质中常混有铀、钍等放射性元素,从而使花岗岩的红色更加鲜艳华贵的同时,随之也提高了辐射强度,这就是著名的“印度红”和“南非红”辐射强度偏大(高)的原因所在。
⑶浅色系列的绿色花岗岩
有时含一种颜色鲜艳美丽和绿色、翠绿色、兰绿色的特殊矿物质——天河石。天河石本身就是由弱放射性元素钾、铷、铯组成的〖(K,Rb,Cs)(AlSi3O8)〗,因此含有这种矿物质的名贵的绿色花岗岩,其辐射强度可能偏大。
⑷花斑系列的花岗岩
由于常有含钾的矿物质和石英等其它矿物质组成的“大斑晶”,构成漂亮的斑状花岗岩,所以其辐射强度也有可能偏大。由上述可知,在全部浅色系列的花岗岩中,只有“本底偏高”地区的白岗岩、含钾长石矿物质多(特别是含钾-40同位素多)的花岗岩、含锆石矿物质(古老)变质岩和含天河石矿物质的花岗岩,才有可能形成放射性辐射强度偏大和可能有一定的现象。而这一部分花岗岩在全浅色系列的花岗岩中所占的数量是比较少的(约占20%—25%),所以对大部分浅色花岗岩仍可放心大胆的使用。那么为什么少量黑色板石的放射性辐射强度也有可能偏大(偏高)呢?这是因为,板石类石材都是由江、河、湖泊、海洋中沉积的泥质岩石变化(地质上称为“变质”)而成的,其中的黑色板石中含有较多的碳质成份。泥质和碳质在水下沉淀时都有较强的吸附力和粘接力,能够把水中的放射性物质和各种杂质都吸附到泥质和碳质中沉积下来,从而造成了有些黑色板石的辐射强度可能偏大。
折叠编辑本段辐射强度
1、白色花岗岩类主要是花岗岩类中的白岗岩。
白岗岩是地下岩浆冷凝的后期阶段生成的,它的主要万分是二氧化硅(SiO2,即石英),在岩石中高达73—77%。这种岩石生成的阶段(即岩浆冷凝的后期阶段)恰好也是地下岩浆中的铀、钍、铷、钾等放射性元素相对聚集的阶段。由于一切元素(包括放射性元素)在地球中的分布都是极不均匀的,如果恰好遇到某一地区的放射性元素分布相对稍多(地质上称为“本底偏高”)时,那么这个地区出产的白岗岩的放射性辐射强度就有可能偏大。
2、红色花岗岩类
含钾的矿物钾长石是红色花岗岩的主要成分,而钾元素中的同位素钾-40(40K)本身就是放射性元素。所以含钾矿物质(呈浅粉色、粉红色等)越多,其辐射强度有可能越偏高(大)。此外,在红色花岗岩类中,包括了片麻状花岗岩和花岗片麻岩。这种在距今二三十亿年前生成的古老岩石中,不仅含钾长石多,而且有时还含一种颜色美丽的(紫红色、酱红色、紫色等)特殊矿物质——锆石(ZrSiO4)。锆石矿物质中常混有铀、钍等放射性元素,从而使花岗岩的红色更加鲜艳华贵的同时,随之也提高了辐射强度,这就是著名的“印度红”和“南非红”辐射强度偏大(高)的原因所在。
3、浅色系列的绿色花岗岩
有时含一种颜色鲜艳美丽和绿色、翠绿色、兰绿色的特殊矿物质——天河石。天河石本身就是由弱放射性元素钾、铷、铯组成的〖(K,Rb,Cs)(AlSi3O8)〗,因此含有这种矿物质的名贵的绿色花岗岩,其辐射强度可能偏大。
4、花斑系列的花岗岩
由于常有含钾的矿物质和石英等其它矿物质组成的“大斑晶”,构成漂亮的斑状花岗岩,所以其辐射强度也有可能偏大。由上述可知,在全部浅色系列的花岗岩中,只有“本底偏高”地区的白岗岩、含钾长石矿物质多(特别是含钾-40同位素多)的花岗岩、含锆石矿物质(古老)变质岩和含天河石矿物质的花岗岩,才有可能形成放射性辐射强度偏大和可能有一定的现象。而这一部分花岗岩在全浅色系列的花岗岩中所占的数量是比较少的(约占20%—25%),所以对大部分浅色花岗岩仍可放心大胆的使用。那么为什么少量黑色板石的放射性辐射强度也有可能偏大(偏高)呢?这是因为,板石类石材都是由江、河、湖泊、海洋中沉积的泥质岩石变化(地质上称为“变质”)而成的,其中的黑色板石中含有较多的碳质成份。泥质和碳质在水下沉淀时都有较强的吸附力和粘接力,能够把水中的放射性物质和各种杂质都吸附到泥质和碳质中沉积下来,从而造成了有些黑色板石的辐射强度可能偏大。
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用户评论
完全同意!高等化学知识真的很重要,它能帮助我们更好地理解这个世界运作的方式。我觉得学习化学不仅是掌握一些公式和概念,更重要的是培养逻辑思维能力和解决问题的能力。
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作为一名生物专业学生,我也觉得高中化学基础课对我的学习很有帮助。比如了解分子结构和反应机制,在学习生物化学时能更快速理解相关知识点。希望大学里的化学教学也能更加注重实践操作,让同学们更有亲切感!
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我觉得现在的化学教育缺少创新,还是停留在传统的讲解式授课模式上。我们需要引入更多有趣的实验、互动学习的方式,才能激发学生学习兴趣,让他们真正理解化学的魅力!
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高等化学课程确实难度比较大,需要扎实的基础知识支撑。感觉现在很多学生在高中化学基础还没打好就进入大学阶段学习,很容易遇到困难。我觉得应该重视中学化学教育质量提升,为大学生打下更坚实的学习基础。
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我认为对学生进行个性化辅导和评价非常重要。每个孩子的学习情况都不一样,教学方式也不能一律相同。化学老师应该根据学生的学习特点,设置不同的难度和评估标准,才能帮助每个学生充分发挥潜力
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我当时对高中的化学课一点兴趣都没有,感觉都是死板的公式和理论,很难贴近现实生活。直到大学里才接触到一些更加有趣的应用案例,比如利用化学知识研究新药、开发环保材料等,我才真正感受到化学的魅力。
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高等化学内容确实比较专业,对于非相关专业的学生来说难度很大。建议大学可以开设更多基础型课程,帮助不同背景的学生更好地入门化学学习,不要让他们因为对抽象概念理解困难而产生畏惧感!
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我特别喜欢上高分子化学学的课程,老师讲解生动形象,课堂互动性也很强。让我对 polymers 这种材料的应用有了更深入的了解,甚至想尝试自己设计一些新型材料。
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我觉得高等化学教育应该更加注重实践和交叉学科研究。比如可以组织学生参加真实的实验室项目,与其他领域的专业团队合作进行科研探索,让他们感受到化学在社会经济发展中重要作用。
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我认为现在的化学教材缺乏创新性,很多内容都比较老旧,难以吸引当代学生的注意力。希望出版社和教育机构能够积极更新教材,加入更多科技热点和社会热点的内容,让学生更加愿意学习化学!
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对高校化学专业的招生标准,我也有一些疑问,似乎太过注重理科基础考试成绩,缺乏对学生综合素质的考量。我认为应该注重学生的创新能力、科研兴趣和解决问题的能力,而不是简单的考试分数。
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化学教育真的需要改革!不能再把学习当成枯燥乏味的填鸭式教学了!我们需要以人为本,更加注重学生的自主学习和实践操作能力培养!
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我支持引入更先进的教学理念和技术手段来改進高等化学教育。例如利用虚拟现实技术模拟实验过程,或者进行在线互动课程,都能帮助学生更好地理解抽象概念,提高学习兴趣。
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我觉得高分子化学非常有趣!虽然有时学习难度较大,但每次深入研究一个新材料的结构和合成方法时,还是充满着成就感!希望以后能有机会参与到这个领域的科研探索中去!
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我个人认为,高等化学教育的目标不单是为了培养专业人才,更应该注重对学生全面发展。我们可以通过加入更多社会实践活动、鼓励学生进行跨学科合作研究等方式,帮助他们建立多元化的知识体系和世界观。
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对于一些抽象的理论体系,真的很难理解!希望高校能够提供更多的辅导资源,比如开设学习小组、邀请专家进行讲解等等,帮助我们更好地掌握高等化学知识。
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我始终觉得好的化学教育应该要结合应用场景来讲解,不要只是一味的停留在公式符号层面。例如,在学习有机化学的时候,可以结合药物研发、材料科学等实际案例,让学生感受化学的趣味性和现实意义。
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高等化学确实是一门很有挑战性的学科,需要付出很多努力才能精通。但我相信,只要能够坚持不懈地学习,就能获得丰富的知识和提升自身的思维能力!
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