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(qiáng)較強(qiáng)很強(qiáng)很強(qiáng)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(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能1、知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象、知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象.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、知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測探測3、了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原

2、理、了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡單構(gòu)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(xiàn)象能分析探測射線過程中的現(xiàn)象.2培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀1培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問題的品質(zhì)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問題的品質(zhì).2從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中，培養(yǎng)學(xué)生建從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)、相互補(bǔ)充的思想中，培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)3培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力1、原理：射線中的粒子與其他物

3、質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的、原理：射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，顯示射線的存在?，F(xiàn)象，顯示射線的存在。2、現(xiàn)象舉例：、現(xiàn)象舉例： 過飽和蒸氣是指在一定溫度下其壓強(qiáng)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(qiáng)超過飽和蒸氣壓的蒸氣。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于蒸氣中缺少凝結(jié)核的緣故。處于過氣。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于蒸氣中缺少凝結(jié)核的緣故。處于過飽和狀態(tài)的蒸氣并不穩(wěn)定，如果出現(xiàn)凝結(jié)核（如塵埃，帶電粒飽和狀態(tài)的蒸氣并不穩(wěn)定，如果出現(xiàn)凝結(jié)核（如塵埃，帶電粒子）時(shí)子）時(shí)，它就會(huì)部分液化或凝華而回到飽和狀態(tài)。，它就會(huì)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(huì)產(chǎn)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(huì)產(chǎn)生霧滴，過熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡；，過熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡； 使照相乳膠感光；使照相乳膠感光； 使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象盧瑟福盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)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(jié)成霧滴，顯示運(yùn)動(dòng)軌跡。中心凝結(jié)成霧滴，顯示運(yùn)動(dòng)軌跡。3、三種射線徑跡的特點(diǎn)、三種射線徑跡的特點(diǎn) 射線：直而粗。射線：直而粗。原因：原因： 粒子質(zhì)量大，不易改變方向粒子質(zhì)量大，不易改變方向 電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多電離本領(lǐng)

5、大，沿途產(chǎn)生的離子多 射線：比較細(xì)，而且常常彎曲。射線：比較細(xì)，而且常常彎曲。原因：原因： 粒子質(zhì)量小，跟氣體粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易碰撞易改變方向。改變方向。電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少。離子少。 粒子的電離本領(lǐng)很小，一般看不到它粒子的電離本領(lǐng)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(yùn)動(dòng)軌跡。成氣泡，顯示運(yùn)動(dòng)軌跡。優(yōu)點(diǎn)：直觀優(yōu)點(diǎn)：直觀作用頂點(diǎn)可作用頂點(diǎn)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(diǎn)、氣泡室的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：收集和分析數(shù)據(jù)較缺點(diǎn)：收集和分析數(shù)據(jù)較慢，掃描慢，掃描測量照片太費(fèi)測量照片太費(fèi)時(shí)間時(shí)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(dǎo)電圓筒導(dǎo)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(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)(G-M管管)100V2、工作原理、工作原理當(dāng)有高速粒子射入管內(nèi)時(shí)，粒子的能量使管內(nèi)氣當(dāng)有高速粒子射入管內(nèi)時(shí)，粒子的能量使管內(nèi)氣體電離導(dǎo)電，在絲極與管壁之間產(chǎn)生迅速的氣體體電離導(dǎo)電，在絲極與管壁之間產(chǎn)生迅速的氣體放電現(xiàn)象，從而輸出一個(gè)脈沖電流信號(hào)。通過適放電現(xiàn)象，從而輸出一個(gè)脈沖電流信號(hào)。通過適當(dāng)?shù)剡x擇加在絲極與管壁之間的電壓，就可以

7、對(duì)當(dāng)?shù)剡x擇加在絲極與管壁之間的電壓，就可以對(duì)被探測粒子的最低能量，從而對(duì)其種類加以甄選被探測粒子的最低能量，從而對(duì)其種類加以甄選粒子粒子+-陰極陰極:導(dǎo)電圓筒導(dǎo)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(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):放大倍數(shù)很大，非常靈敏，檢測方便。放大倍數(shù)很大，非常靈敏，檢測方便。缺點(diǎn)缺點(diǎn):只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類；只能用來計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類；不適合于極快速的計(jì)數(shù)不適合于極快速的計(jì)數(shù)。如果同時(shí)有大量粒。如果同時(shí)有大量粒子，或兩個(gè)粒子射來的時(shí)間間隔小于子，或兩個(gè)粒子射來的時(shí)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(jié)結(jié)1、放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的主要現(xiàn)象有哪些？2、三種探測射線方法的原理？3、G-M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)？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(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)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(jié)以離子為核心凝結(jié)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(zhì)、知道粒子的性質(zhì)、粒子所帶電荷正負(fù)粒子所帶電荷正負(fù)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(jù)徑跡分析粒根據(jù)徑跡分