3　探测射线的方法

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1、高中物理选修3-5导学案§19.3探测射线的方法【教学目标】1．知道探测射线的粒子能使气体或液体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光。2．了解威耳逊云室、气泡室和G—M计数器的简单构造和基本原理。【教学重点】威耳逊云室、气泡室和G—M计数器的简单构造和基本原理【教学难点】G—M计数器的工作原理【自主学习】探测射线的方法有：1．粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气体会产生____，过热液体会产生气泡。2．射线中的粒子会使照相乳胶感光。3．射线中的粒子会使_________产生荧光。一、威耳逊云室1．如图所示是威尔逊云室结构图，

2、其主要部分是一个圆筒状容器，底部可以上下移动，相当于活塞，上盖是透明的，可以通过它观察粒子运动的径迹。云室里面是干净的空气。实验时，先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到_______状态。这时如果有粒子在室内气体中飞过，使沿途使气体分子，过饱和蒸气就会以这些离子为核心__________，于是显示出射线的径迹。这种云室是英国物理学家威尔逊在1912年发现的叫做。2．如图所示，甲乙两图分别是α射线和β射线在云室中的径迹。α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向。由于α粒子

3、的本领大，沿途产生的离子多，所以α粒子在云室中的径迹。高速β粒子的径迹，低速β粒子的径迹。γ粒子的本领很小，在云室中一般看不到径迹。二、气泡室气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢。控制气泡室内液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点。当气泡室内的_____突然降低时，液体的_____变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出粒子的径迹来。如图所示为气泡室中粒子径迹的照片。根据照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况等。三、盖革－米勒计数器1．它的主要部分是盖革—米勒计数管，如图所示。外面是玻璃

4、管，里面有一个接在电源负极上的________，筒的中间有一根接电源正极的_______。玻璃管中装有低压的惰性气体以及少量_________蒸气，管内的压强约为10-20kPa。金属丝和圆筒间的电压约为100V，这个电压稍低于管内气体电离电压。2．当射线粒子进入管内时，会使气体______，产生的_____在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……这样，一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子。这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在电路中就产生一次_________，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。3．这种装置又称为G-M

5、计数器。它非常灵敏，用它检测射线十分方便。但是不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。此外，如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔小于200us，盖革—米勒计数器也不能区分它们。【课堂练习】1．下列说法正确的是（）A．根据轨迹的长短粗细可以知道离子的性质B．α粒子径迹细且直，β粒子径迹较粗且弯曲程度大C．α粒子穿过威尔逊云室时偏转角比β粒子的大D．γ粒子在威尔逊云室中一般看不见其径迹2．下列关于放射线的探测说法正确的是（）A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B．由气泡室内射线

6、径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C．盖革一米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领D．盖革一米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质3．用盖革一米勒计数器测定放射线源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是（）A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天4．关于射线探测及放射性的应用，下列说法正确的是（）

7、A．α粒子在威尔逊云室的径迹直而粗，是因为α粒子的质量大，电离本领强B．β粒子在威尔逊云室中，几乎看不到它的径迹C．用放射治疗癌症，是利用“细胞分裂越快的组织，对射线的耐受能力就越弱”这一特点D．用γ射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期5．威尔逊云室、气泡室、盖革－米勒计数器是探测放射线的三种装置．关于这三种装置，下列说法正确的是（）A．三种装置都能区分射线的种类B．三种装置都能记录射线粒子的数量C．把气泡室放在磁场中，能从粒子径迹的弯曲情况判断粒子的电性D．盖革－米勒计数器可用来记录射线粒子的数量，也能区分射线的种类6．在粒

8、子物理的研究中,可以让粒子通过叫“云室”“气泡室”的装置，以显示它们的径迹。如图所示的是在液氢气泡室中拍摄到的带电粒子的径迹，气泡室中加有匀强磁场。关于粒子的径迹是一对紧绕的螺旋