探測(cè)射線的方法

第十九章原子核

第三節(jié)探測(cè)射線的方法人教版選修3-51．知道放射線的粒子能使氣體或液體電離、使照相底片感光、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。

2．知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測(cè)到。

3.了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)單構(gòu)造和基本原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)帶電性氦核流穿透能力構(gòu)成速度實(shí)質(zhì)名稱正強(qiáng)弱C/10電離能力負(fù)弱強(qiáng)接近C電子流中最弱極強(qiáng)光子C光子流復(fù)習(xí)回顧:

首先，通過(guò)預(yù)讀學(xué)習(xí)了解新知識(shí)。提出教學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)，根據(jù)探測(cè)器探測(cè)到的現(xiàn)象分析、探知各種運(yùn)動(dòng)粒子。通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。設(shè)計(jì)思路過(guò)飽和的

蒸氣

過(guò)熱液體

感光

熒光物質(zhì)

雖然放射線看不見，但是我們可以根據(jù)一些現(xiàn)象來(lái)探知放射線的存在：一、威爾遜云室構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，底部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。利用射線的電離本領(lǐng)氣體分子

電離

凝結(jié)成霧滴

二、氣泡室氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作液體

高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備。氣泡室利用了射線的電離本領(lǐng)。

液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過(guò)熱狀態(tài)，液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對(duì)，這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。

照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。氣泡室中帶電粒子的徑跡①它的空間和時(shí)間分辨率高；②工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。氣泡室的優(yōu)點(diǎn)①掃描和測(cè)量時(shí)間太長(zhǎng)；②體積有限，價(jià)格甚為昂貴。不足之處

粒子通過(guò)液體時(shí)，在它周圍就有氣泡形成，可分析粒子的動(dòng)量、能量和帶電情況。

帶電粒子的徑跡呈曲線是由于在磁場(chǎng)中受到了洛倫茲力。三．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器

德國(guó)物理學(xué)家蓋革在1928年與米勒合作研制出可以非常方便的用來(lái)檢測(cè)放射性的蓋革—米勒計(jì)數(shù)管原理

當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)中被加速，能量越來(lái)越大，電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí)，又使氣體分子電離。這樣，一個(gè)粒子進(jìn)入管中后，可以產(chǎn)生大量電子，這些電子到達(dá)陽(yáng)極，陽(yáng)離子到達(dá)陰極，在電路中就產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器就可以把放電次數(shù)記錄下來(lái)。G—M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)①G－M計(jì)數(shù)器放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來(lái)檢測(cè)放射性是很方便的。

②G－M計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù)，而不能區(qū)分射線的種類。

③G－M計(jì)數(shù)器不適合于極快速的計(jì)數(shù)。一、射線的幾種效應(yīng)1．使氣體或液體電離；2．使