高二物理 選修3-5 19.3探測射線的方法

1、射線射線射線射線射線射線電離能力電離能力貫穿能力貫穿能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速高速電子流電子流高能量高能量電磁波電磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱較強較強很強很強很容易很容易較弱較弱更小更小射線無法用肉眼觀測到，如何探測射線呢？射線無法用肉眼觀測到，如何探測射線呢？教學目標：教學目標：（一）知識與技能（一）知識與技能1、知道放射線的粒子與其他物質作用時產生的現象、知道放射線的粒子與其他物質作用時產生的現象.2、知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當的儀器、知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當的儀器探測探測3、了解云室、氣泡室和計數器的簡單構造和基本原

2、理、了解云室、氣泡室和計數器的簡單構造和基本原理（二）過程與方法（二）過程與方法1能分析探測射線過程中的現象能分析探測射線過程中的現象.2培養(yǎng)學生運用已知結論正確類比推理的能力培養(yǎng)學生運用已知結論正確類比推理的能力（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀1培養(yǎng)學生認真嚴謹的科學分析問題的品質培養(yǎng)學生認真嚴謹的科學分析問題的品質.2從知識是相互關聯、相互補充的思想中，培養(yǎng)學生建從知識是相互關聯、相互補充的思想中，培養(yǎng)學生建立事物是相互聯系的唯物主義觀點立事物是相互聯系的唯物主義觀點3培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題的能力培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題的能力1、原理：射線中的粒子與其他物

3、質作用時產生的、原理：射線中的粒子與其他物質作用時產生的現象，顯示射線的存在?，F象，顯示射線的存在。2、現象舉例：、現象舉例： 過飽和蒸氣是指在一定溫度下其壓強超過飽和蒸氣壓的蒸過飽和蒸氣是指在一定溫度下其壓強超過飽和蒸氣壓的蒸氣。這種現象的出現是由于蒸氣中缺少凝結核的緣故。處于過氣。這種現象的出現是由于蒸氣中缺少凝結核的緣故。處于過飽和狀態(tài)的蒸氣并不穩(wěn)定，如果出現凝結核（如塵埃，帶電粒飽和狀態(tài)的蒸氣并不穩(wěn)定，如果出現凝結核（如塵埃，帶電粒子）時子）時，它就會部分液化或凝華而回到飽和狀態(tài)。，它就會部分液化或凝華而回到飽和狀態(tài)。粒子使氣粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和的蒸汽會產生霧

4、滴體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和的蒸汽會產生霧滴，過熱液體會產生氣泡；，過熱液體會產生氣泡； 使照相乳膠感光；使照相乳膠感光； 使熒光物質產生熒光。使熒光物質產生熒光。貝克勒爾發(fā)現放射現象貝克勒爾發(fā)現放射現象盧瑟福盧瑟福粒子散射實驗粒子散射實驗1、結構、結構2、工作原理：、工作原理：射線使氣體分子電離，過飽和蒸汽以離子為射線使氣體分子電離，過飽和蒸汽以離子為中心凝結成霧滴，顯示運動軌跡。中心凝結成霧滴，顯示運動軌跡。3、三種射線徑跡的特點、三種射線徑跡的特點 射線：直而粗。射線：直而粗。原因：原因： 粒子質量大，不易改變方向粒子質量大，不易改變方向 電離本領大，沿途產生的離子多電離本領

5、大，沿途產生的離子多 射線：比較細，而且常常彎曲。射線：比較細，而且常常彎曲。原因：原因： 粒子質量小，跟氣體粒子質量小，跟氣體碰撞易碰撞易改變方向。改變方向。電離本領小，沿途產生的電離本領小，沿途產生的離子少。離子少。 粒子的電離本領很小，一般看不到它粒子的電離本領很小，一般看不到它的徑跡的徑跡 射線射線 射線射線1、工作原理：、工作原理：射線使液體分子電離，射線使液體分子電離，過熱液體以離子為核心形過熱液體以離子為核心形成氣泡，顯示運動軌跡。成氣泡，顯示運動軌跡。優(yōu)點：直觀優(yōu)點：直觀作用頂點可作用頂點可見見有很好的多重效率有很好的多重效率有效空間大和測量精度高有效空間大和測量精度高等等。等

6、等。2、氣泡室的優(yōu)缺點、氣泡室的優(yōu)缺點缺點：收集和分析數據較缺點：收集和分析數據較慢，掃描慢，掃描測量照片太費測量照片太費時間時間體積不容易做得很體積不容易做得很大。大。窗口窗口陰極陰極:導電圓筒導電圓筒陽極陽極:金屬絲金屬絲接放接放大器大器粒子粒子1、結構、結構(G-M管管)100V2、工作原理、工作原理當有高速粒子射入管內時，粒子的能量使管內氣當有高速粒子射入管內時，粒子的能量使管內氣體電離導電，在絲極與管壁之間產生迅速的氣體體電離導電，在絲極與管壁之間產生迅速的氣體放電現象，從而輸出一個脈沖電流信號。通過適放電現象，從而輸出一個脈沖電流信號。通過適當地選擇加在絲極與管壁之間的電壓，就可以

7、對當地選擇加在絲極與管壁之間的電壓，就可以對被探測粒子的最低能量，從而對其種類加以甄選被探測粒子的最低能量，從而對其種類加以甄選粒子粒子+-陰極陰極:導電圓筒導電圓筒陽極陽極:金屬絲金屬絲+-+-+-+-脈沖放電脈沖放電3、優(yōu)缺點、優(yōu)缺點優(yōu)點優(yōu)點:放大倍數很大，非常靈敏，檢測方便。放大倍數很大，非常靈敏，檢測方便。缺點缺點:只能用來計數，不能區(qū)分射線的種類；只能用來計數，不能區(qū)分射線的種類；不適合于極快速的計數不適合于極快速的計數。如果同時有大量粒。如果同時有大量粒子，或兩個粒子射來的時間間隔小于子，或兩個粒子射來的時間間隔小于200s,也也不能區(qū)分它們。不能區(qū)分它們。小小結結1、放射線的粒子與其他物質作用時產生的主要現象有哪些？2、三種探測射線方法的原理？3、G-M計數器的特點？探測射線的方法探測射線的方法威爾遜云室威爾遜云室氣泡室氣泡室蓋革蓋革-米勒計數器米勒計數器原理原理用途用途不同粒子的徑不同粒子的徑跡跡利用過飽和蒸氣能利用過飽和蒸氣能以離子為核心凝結以離子為核心凝結成霧滴顯示氣體離成霧滴顯示氣體離子的存在子的存在知道粒子的性質、知道粒子的性質、粒子所帶電荷正負粒子所帶電荷正負利用過熱液體在利用過熱液體在粒子周圍形成氣粒子周圍形成氣泡顯示氣體離子泡顯示氣體離子的存在的存在根據徑跡分析粒根據徑跡分