19.3 探测射线的方法上课课件

• 过饱和汽 在一定温度下，超过该温度饱和汽
所应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。由于它 的密度对应于较高温度时饱和汽的密度，所以过 饱和汽又称“过冷蒸气”。在通常情况下，当温 度降低到使未饱和汽成为饱和汽后，如果继续 减小汽的体积或降低环境温度，蒸气就凝结为液 体。这是因为一般蒸气中都含有尘埃和杂质，成 为蒸气的凝结核。而对于纯净的蒸气来说，由于 没有凝结核，在降温中会形成过饱和气。过饱和 汽是不稳定的，如果其中有凝结核出现，就会马 上发生凝结，使蒸气回到饱和状态。在原子核物 理研究中观测微观粒子径迹的“威尔逊云室”就 利用了过饱和汽的这一特点。
1．威耳逊云室
问：（1）构造是什么？ （2）基本原理是什么？ （3）怎样才能观察到射线的径迹？
• 构造: 威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容 器，下部是一个可以上下移动的活塞，上 盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒 子运动的径迹。室内由光源通过旁边的窗 子照明．少量放射性物质（放射源）放在 室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从 侧壁的窗口射入） 。 点评：我们在日常生活中应多注意培养观 察的良好习惯。
来自宇宙的射线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
问1：前面我们学习了天然放射现象，知 道了三种射线的本质．请同学们回忆
•问2：放射线是看不见的，我们是如何探 知放射线的存在的呢？
19．3 探测射线的方法
★知识与技能 1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象 2．知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器 探测到。 3．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。
课堂小结
1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生 的一些现象. 2．知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用 适当的仪器探测到． 3．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和 基本原理．
随堂练习强化巩固
• 1、云室利用的是射线的什么本领?云室里 为什么是干净的空气? • 2、在云室看到的径迹是射线本身吗?根据 径迹，我们可以知道粒子的哪些性质? • 3、为什么射线粒子进入盖革管中可以产生 大量电子?
★教学重点
根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。
★教学难点
1．探测器的结构与基本原理。2．如何观察实验现象,并根据实验 现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线， 区分射线的本质是何种粒子。
问2：放射线是看不见的，我们是如何 探知放射线的存在的呢？
问3：这些现象主要有哪些呢？
注意：我们运用了类比和比较的方法来分析未知 的知识，从而得到新的认识。
3．盖革— 米勒计数器
• 阅读教材“盖革—米勒计数器”部分的内容， 回答以下问题： （1）盖革— 米勒计数管的构造如何？ （2）盖革— 米勒计数管的基本原理是什么？ （3）G—M计数器的特点是什么？
• G—M计数器的特点： ①G－M计数器放大倍数很大，非常灵敏， 用它来检测放射性是很方便的。 ②G－M计数器只能用来计数，而不能区分 射线的种类。
这种云室是英国物理学家威耳逊（1869～1959） 在1912年发明的，故叫做威耳逊云室． 阅读课本P74 图19.3－2甲、乙两图：α 射线、 β 射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点， 并分析其原因。 我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性 质。把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的 弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据 径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量 的大小。 • 注意：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述 的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身．
③G－M计数器不适合于极快速的计数。
另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、 火花室和半导体探测器等探测器装置，利用 这些装置能更精确地测定粒子的各种性质， 感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读．
随着科学技术的发展，探测射线的手段不断 改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机 直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、 计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化． 课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射 线的方法。
• 实验时，先往云室里加少量的酒精，使 室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞 迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀， 温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。 这时如果有射线粒子从室内气体中飞过， 使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸 气就会以这些离子为核心凝结成雾滴， 这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是 就显示出了射线的径迹。
1972年我国云南宇宙射线实验站，就是 利用建在3200米高山上的大型磁云室装置，发 现了一个质量是十倍质子质量的重粒子
☺
2．气泡室-----高能物理实验的最风行的 探测设备 ☺
室 的 原阅 理读 同课 云文 室， 的比 原较 理气 泡
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 子周围就有气泡形成。气泡室在观察比较稀少的 碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很 紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们 将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。 • 教材中图19.3－3为粒子经过气泡室时的径迹 照片，人们根据照片上记录的情况，可以分析 出粒子的带电、动量、能量等情况．
作业：
• 1、复习本节课文。 • 2、完成课本《问题与练习》1－3 • 3、查阅资料了解其他探测射线的方法。