_探測射線的方法ppt

1、1 1、粒子使氣體或液體電離，以這些離、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和蒸汽會產(chǎn)生云霧滴，子為核心，過飽和蒸汽會產(chǎn)生云霧滴，過熱液體會產(chǎn)生氣泡。過熱液體會產(chǎn)生氣泡。2 2、使照相底片感光。、使照相底片感光。3 3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。射線中的粒子肉眼看不見，射線中的粒子肉眼看不見，但與其它物質(zhì)但與其它物質(zhì)作用作用會產(chǎn)生的現(xiàn)象會產(chǎn)生的現(xiàn)象：19.3 探測射線的方法飽和蒸汽飽和蒸汽：當(dāng)當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時，液體分子通過液面液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時，液體分子通過液面進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分

2、子處于紊亂的熱運(yùn)動之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)的熱運(yùn)動之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞，在和液面碰撞時，有的分子則被液體分子所吸生碰撞，在和液面碰撞時，有的分子則被液體分子所吸引，而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發(fā)時，進(jìn)引，而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發(fā)時，進(jìn)入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返回液體中的分子數(shù)目也增多。回液體中的分子數(shù)目也增多。當(dāng)單位時間內(nèi)進(jìn)入空間的當(dāng)單位時間內(nèi)進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回

3、液體中的分子數(shù)目相等時，則蒸發(fā)與凝分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動平衡狀態(tài)，這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但結(jié)處于動平衡狀態(tài)，這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時的狀態(tài)稱為飽和空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對應(yīng)的蒸狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽汽是飽和蒸汽 。過飽和蒸汽過飽和蒸汽：超過飽和蒸汽應(yīng)有的密度超過飽和蒸汽應(yīng)有的密度而仍不液化或凝華的蒸汽。而仍不液化或凝華的蒸汽。處于過飽和狀態(tài)的氣體并不穩(wěn)定，極易處于過飽和狀態(tài)的氣體并不穩(wěn)定，極易液液化或凝華化或凝華

4、。如果受到擾動或出現(xiàn)水汽凝結(jié)時。如果受到擾動或出現(xiàn)水汽凝結(jié)時的吸附物，如塵埃等，就會部分液化或凝華的吸附物，如塵埃等，就會部分液化或凝華而回到飽和狀態(tài)。而回到飽和狀態(tài)。一、威爾遜云室一、威爾遜云室構(gòu)造：一個圓筒狀容器，底構(gòu)造：一個圓筒狀容器，底部可以上下移動，上蓋是透部可以上下移動，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣。明的，內(nèi)有干凈空氣。原理原理：實(shí)驗(yàn)時，先往云室里加入少實(shí)驗(yàn)時，先往云室里加入少量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸飽和蒸汽汽，然后，然后迅速向下迅速向下拉動活塞，室內(nèi)拉動活塞，室內(nèi)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸汽達(dá)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸汽達(dá)到到過飽和狀態(tài)過飽和狀態(tài)。這時

5、如果有射線粒這時如果有射線粒子在云室氣體中飛過，使沿途的氣子在云室氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸汽就會體分子電離，過飽和酒精蒸汽就會以這些粒子為核心凝結(jié)成霧滴，于以這些粒子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線的是顯示出射線的徑跡徑跡。威爾遜云室威爾遜云室利用了射線利用了射線的電離本領(lǐng)。的電離本領(lǐng)。威而遜云室威而遜云室 射線射線在云室中的徑跡：直而粗在云室中的徑跡：直而粗。原因：原因： 粒子質(zhì)量大，不易改變粒子質(zhì)量大，不易改變方向。電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生方向。電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多。的離子多。 射線射線在云室中的徑跡：在云室中的徑跡：比較細(xì)，比較細(xì)，而且常常彎曲。而且常常彎曲。原

6、因：原因： 粒子質(zhì)量小，跟氣體粒子質(zhì)量小，跟氣體 碰撞易改變方向。碰撞易改變方向。 電離本領(lǐng)小，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少。沿途產(chǎn)生的離子少。云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒子運(yùn)動的子運(yùn)動的軌跡軌跡，而不是射線本身（射線肉眼看不見），而不是射線本身（射線肉眼看不見）射線一般看不到軌跡，電離本領(lǐng)非常小射線一般看不到軌跡，電離本領(lǐng)非常小 氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是裝的是液體液體，如液態(tài)氫?？刂茪馀菔覂?nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，如液態(tài)氫?？刂茪馀菔覂?nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使溫

7、度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)使溫度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低壓強(qiáng)突然降低時，液時，液體的體的沸點(diǎn)就變低沸點(diǎn)就變低，在一定的時間間隔內(nèi)液體處于在一定的時間間隔內(nèi)液體處于過熱狀態(tài)，過熱狀態(tài)，但不會馬上沸騰，這時如果有高速帶電粒子通過液體，在帶但不會馬上沸騰，這時如果有高速帶電粒子通過液體，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（即使液體原子電離即使液體原子電離），），因而形成離子對，這些離子在因而形成離子對，這些離子在復(fù)合復(fù)合時會引起局部發(fā)熱時會引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成從而以這些離子為核心形成胚胎氣

8、泡胚胎氣泡，經(jīng)過很短的時間后，胚胎氣泡逐漸長大，就沿粒子所經(jīng)路徑經(jīng)過很短的時間后，胚胎氣泡逐漸長大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時對其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡留下痕跡。如果這時對其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的照片。照相拍攝下來，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的照片。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，整個系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測。失，整個系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測。 物理實(shí)驗(yàn)氣泡室物理實(shí)驗(yàn)氣泡室.小視頻小視頻二、氣泡室二、氣泡室?guī)щ娏Ｗ?/p>

9、的徑跡呈曲線是由于在磁場中受到了帶電粒子的徑跡呈曲線是由于在磁場中受到了洛倫茲力洛倫茲力粒子通過氣泡室時的照片粒子通過氣泡室時的照片氣泡室氣泡室利用了射線的電離本領(lǐng)。利用了射線的電離本領(lǐng)。窗口窗口陰極陰極陽極陽極接放接放大器大器粒子粒子三、蓋革三、蓋革米勒計(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)器外面是玻璃管，里面外面是玻璃管，里面導(dǎo)電圓筒導(dǎo)電圓筒接電源負(fù)極，筒中接電源負(fù)極，筒中央的央的金屬絲金屬絲接正極。玻璃管中裝低壓惰性氣體及接正極。玻璃管中裝低壓惰性氣體及少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金屬絲和圓筒間加適少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金屬絲和圓筒間加適當(dāng)大小的電壓。電路中接當(dāng)大小的電壓。電路中接放大器。放大器。 當(dāng)射線粒子進(jìn)入

10、管內(nèi)時，它使管內(nèi)的低壓惰性當(dāng)射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時，它使管內(nèi)的低壓惰性氣體氣體電離電離，產(chǎn)生的電子在金屬絲和導(dǎo)電圓筒形成的，產(chǎn)生的電子在金屬絲和導(dǎo)電圓筒形成的電場中加速。電子跟管中的氣體分子碰撞時，又使電場中加速。電子跟管中的氣體分子碰撞時，又使氣體分子電離，產(chǎn)生電子氣體分子電離，產(chǎn)生電子這樣這樣，一，一個個粒子粒子進(jìn)進(jìn)入入管中可以管中可以產(chǎn)產(chǎn)生大量生大量電電子。子。這這些些電電子到子到達(dá)陽極達(dá)陽極，正離，正離子到子到達(dá)陰極達(dá)陰極，在，在電電路中就路中就產(chǎn)產(chǎn)生一次生一次脈沖放脈沖放電電，利用，利用電電子子儀儀器可以把放器可以把放電電次次數(shù)記錄數(shù)記錄下下來來。演示蓋革計(jì)數(shù)器1.演示蓋革 計(jì)數(shù)器2.蓋革蓋革米勒計(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)器利用了射線的電離本利用了射線的電離本領(lǐng)。領(lǐng)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ：靈敏度高。靈敏度高。 檢測方便。檢測方便。缺點(diǎn)缺點(diǎn) ：不能區(qū)分射線不能區(qū)分射線的種類。的種類。如果同時有如果同時有大量粒子，或兩