高中物理 第十九章 原子核 3 探测射线的方法学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

3探测射线的方法1．威耳逊云室(1)构造云室的主要结构如图所示。圆筒状容器的下底是一个可在小范围活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室内发生的现象或进行照相。放射源可放在室内侧壁附近，也可放在室外侧壁的窗口。云室结构示意图(2)原理实验时，在云室内加少量酒精，使室内充满饱和蒸气。然后使活塞迅速向下移动一段距离，室内气体由于突然膨胀而温度降低，使酒精的饱和蒸气处于过饱和状态。这时如果有能量较高的粒子从室内气体中飞过，就会使沿途的气体分子电离产生离子，过饱和蒸气便以这些离子为核心凝成一条雾迹。(3)放射线在云室中的径迹①α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。②β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲。③γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。【例1】利用威耳逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是()A．可知有α射线射入云室中B．可知有β射线射入云室中C．观察到的是射线粒子的运动D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴解析：观察到的威耳逊云室中存在的细长而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A项错而B项正确；射线粒子的运动用肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，D项正确。答案：BD2．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，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围时就有气泡形成，从而显示射线径迹。【例2】关于气泡室，下列说法错误的是()A．气泡室里装的是液体B．气泡室的工作原理是刚开始压强很大，以后压强突然降低，液体沸点变低，粒子通过液体时在它周围有气泡生成C．气泡室的原理同云室相似D．粒子在气泡室中运行轨迹可用来分析带电粒子动能等情况，不能用来分析动量解析：根据气泡室的工作原理可知A、B、C三选项正确。把气泡室放在磁场中，粒子在洛伦兹力的作用下径迹为曲线，根据照片可分析粒子的带电情况、动量和能量，故D选项是错误的说法。答案：D3．盖革—米勒计数器(1)原理：当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子。这些电子到达阳极，正离子到达阴极，在电路中就1产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。(2)缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，而不能区分射线的种类。如果同时有大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能区分它们。【例3】下列关于盖革—米勒计数器的说法正确的是()A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200μs的两个粒子解析：根据盖革—米勒计数器的计数原理可知，当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极，正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数．选项A、C正确，B错误；两个射来的粒子如果时间间隔小于200μs，计数器不能区分，故选项D正确。答案：ACD4．探测射线的方法(1)探测方法探测射线的存在、带电情况、动量和能量问题，方法多样，主要是利用放射性粒子与其他物质作用时产生的现象来显现放射线的存在；将探测装置放在磁场或电场中，确定带电情况；通过对拍摄的照片来分析粒子的动量和能量。其主要现象有：①粒子的电离作用能使气体电离，使过饱和蒸气产生雾滴或使过热液体产生气泡，显示径迹。②使照相底片感光。③使荧光物质产生荧光。(2)不同探测方法的对比威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。【例4】下述关于放射线的探测说...