高三物理探测射线的方法(第三节)
人教版高中物理选修3-5 19.3探测射线的方法PPT(23张)优质课件
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气泡室的优点和缺点
气泡室的优点：
气泡室的缺点：
①它的空间和时 间分辨率高；
①扫描和测量时间 还嫌太长；
②工作循环周期短， ②体积有限，而且
本底干净、径迹清晰，甚为昂贵， 某粒子在气泡室里的径迹 可反复操作。
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探测射线的其他方法
使照相底片感光
使荧光物质产生荧光
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探测射线的其他方法
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
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闪烁计数器
半导体探测器
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问题与练习
用威尔逊云室探测射线时，为什么α粒子的径迹直而清晰？为什 么利用威尔逊云室一般看不到γ粒子的径迹？
用云室可以清楚地看出α粒子和β粒子的径迹。α粒子质量比 较大，在气体中行进时不易改变方向，它的电离本领大，在 每厘米的路程中能使气体分子产生10000对离子，所以它的 径迹直而清晰。 γ粒子的电离本领更小，在云室中一般不直接留下径迹
弱
强
接近C 电子流
γ
中 最弱 极强 光子
C 光子流
肉眼看不见射线，那么如何探测射线呢？ 射线中的粒子与其他物质作用时的现象会显示射线的存在 射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象： 放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心， 过饱和蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡 使照相底片感光
高中物理人教版选修3-5课件第十九章3~4探测射线的方法放射性的应用与防护
(3)举例说明放射性同位素在生产生活中有哪些应用?
答案:①在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕,称为γ探伤。
也可以用γ射线照射种子,会使种子的遗传基因发生变异,从而培育
出优良品种。
30
②农业上利用 15 P 作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情
况。
探究一
自我检测
1.思考辨析。
(1)威耳逊云室内充满过饱和蒸气,射线经过时可显示出射线运动
的径迹,其中径迹粗而短的是α射线。 (
)
解析:云室内充满过饱和蒸气,射线经过时把气体电离,过饱和蒸
气以离子为核心凝结成雾滴,雾滴沿射线的路线排列,显示出射线
的径迹;由于α粒子的电离本领大,贯穿本领小,所以α射线在云室中
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
子的运动径迹,云室里面有干净的空气。
探究一
探究二
探究三
(2)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,粒子通过液体时在它的周围就有气泡形成,从而显示粒子
30
过 α 粒子轰击的铝片中含有放射性磷 15 P。
30
4
27
(3)发现磷同位素的方程:2 He+13 Al→ 15 P+10 n。
3.放射性同位素的应用与防护
(1)应用射线
应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射种子培育优
良品种等。
(2)示踪原子:有关生物大分子的结构及其功能的研究,要借助于
人教课标版高中物理选修3-5：《探测射线的方法》教案-新版
第三节《探测射线的方法》教学设计一、核心素养通过《探测射线的方法》的学习过程，培养学生认真严谨的科学分析问题的品质；从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点；培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学目标（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。
三、教学重难点教学重点：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。
四、教学过程（一）复习提问：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：α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？我们通过一个表格一块复习一下。
这三种射线用肉眼看得到不？看不到。
既然看不到，我们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法．（二）进行新课：阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其它物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在．而这些现象主要有：（1）粒子使气体或液体电离；（2）使照相底片感光；伦琴和贝可勒尔正是通过这样的途径发现了x射线和放射性现象（3）使荧光物质产生荧光．电视机显像管中的电子枪会发出阴极射线，而阴极射线是哪种射线呢？β射线。
那么当β射线达到显示器上，就会和荧光物质发生作用，产生荧光，从而我们看到了图像。
根据射线的这些性质，可以制成多种探测器。
下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的仪器．[板书]一．威耳逊云室英国物理学家威耳逊（1869～1959）在1912年发明了一套设备，使水蒸气冷凝来形成云雾，显示粒子的径迹，因为是威尔逊发明的，所以叫做威耳逊云室。
趣话高中物理选修3第19章原子核第3节探测射线的方法
第3节探测射线的方法放射性元素放出的射线是看不见的，我们如何知道哪里有射线？射线是但不到的，但是与一些物质作用会产生让人看得见的现象：1.会使液体或气体电离，电离后的过饱和汽会产出雾滴，过热液体会产生气泡，根据这些雾滴和气泡可以知道射线的存在、2.使照相底片感光，这样就可以拍摄下来。
最早的射线就是照出来的。
3.使荧光物质产生荧光，可以用荧光屏查看。
根据以上特性，人们制造了下列探测射线的装置。
威尔逊云室。
主体是一个圆柱形盒子，上面是透明的，下底能上下活动。
事先里面注入一些酒精，由于酒精挥发很快，于是很快就有了酒精的饱和蒸汽，此时使下面的底部迅速下沉，由于气体迅速膨胀对外做功，温度降低，此时由于饱和汽压下降，酒精蒸汽变成过饱和汽，于是射线的轨迹就显露出来。
α射线质量很大，电离性很强，于是不容易改变方向，且径迹明显，基本上是直线径迹。
β射线质量较小，电离能力较弱，产生的径迹粗且短，而且不是直线。
γ射线质量最小，不产生电离，所以看不到径迹。
气泡室、原理和上面的云室相近，只不过将气体换成液体，如液态氢，控制温度略低于液体的沸点，迅速降低压强，是液体沸点降低，此时液体就成了过热液体，可以看到射线的轨迹。
勒研制。
主要元件是盖革—米勒计数管，是由封装在玻璃里面的金属筒或在玻璃上镀一层金属膜，与电源负极接通，里面有一个金属丝与正极接通。
里面充满惰性气体，还有少量酒精或溴蒸汽，控制气压和电压，不至于使气体电离。
当有射线的粒子进入计数管，会使气体电离，于是带正电的离子和负电的离子向正负极飞去，同时使更多地气体电离，于是大量的离子引起一个脉冲，计数器计数一次。
这个仪器只能记下粒子的数量，无法区分粒子的种类，且无法记录大量粒子同时袭来。
文中图片来自百度。
19.3探测射线的方法(精品课件)
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是： 1、使气体戒 液体电离 2、使照相底 片感光 3、使荧光物 质产生荧光
观察威耳逊云室的结构，研究射线在云室中的 径迹：
射线径迹
射线径迹
径迹的长短和粗细 可以知道粒子的性质； 粒子轨迹的弯曲方向 可以知道粒子带电的 正负．
二、气泡室
气泡室是由一密 闭容器组成，ห้องสมุดไป่ตู้ 器中盛有工作液 体
二、气泡室
气泡室利用了射线的电离本领。 粒子通过液体通过液体时在它周围就有气泡形成， 可分析粒子的动量、能量和带电情况。
带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛伦兹 力
三、盖革－米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作 研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的， 盖革管的结构如图所示： 窗 口 阴 极 阳 极 接 放 大 器
粒 子
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 ，阳离子到达阴极，在电路中就产生一 次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电 次数记录下来。
人教版高中物理选修3-5课件 19 探测射线的方法课件1
述核反应方程．
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新生核的电荷 数和质量数，然后写出上述核反应方程如下：
(1)94Be＋11H―→95B＋10n (2)①20840Hg＋10n―→20728Pt＋32He ②28004Hg＋10n―→27082Pt＋211H＋10n ③27082Pt―→27092Au＋－01e 27092Au―→28002Hg＋－01e
考点题型设计
射线的探测
关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的 是( )
A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示 出射线运动的径迹
B．威耳逊云室中径迹直而粗的是α射线 C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ射线 D．威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无 法由径迹判断射线所带电荷的正负
• 解析：云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体 电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴 沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故A正确； 由于α粒子的电离本领大贯穿本领小，故α粒子在云 室中的径迹直而粗，即B正确；γ射线的电离本领很 弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而弯 曲的是β射线，所以C错误；把云室放到磁场中，由 射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正 负，故D错误。
知识自主梳理
探测射线的基本方法
• 探测射线的原理 • 利用射线粒子与其他物质作用时产生的一些现象来
探知放射线的存在。 • (1)粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过
饱和汽会产生____气_泡__，过热液体会产生 ___云__雾___。 • (2)使照相底片_感__光_____。 • (3)使荧光物质产生_荧_光______。
• (3)特点：检测射线十分方便，但只能用来 ____计_数___，不能区分射线的种类。此外如果同时 有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200μs， G－M计数器也不能区分它们。
高中物理课件-第三节 探测射线的方法
解析 因为观察到威尔逊云室中存在的细而弯曲的径迹是β射 线的径迹，A选项错误、B选项正确；射线粒子的运动肉眼是 观察不到的，观察到的是酒精的过饱和汽在射线粒子运动路 径上形成的雾滴，C选项错误、D选项正确．
答案 BD
借题发挥 三种射线粒子肉眼都看不见，探测射线粒子的方 法都是利用它们和其他物质发生作用时产生的现象，来显示 射线粒子的存在．
①原理：粒子在云室内的气体中飞过，使沿途的气体分 子电离 ， 过饱和 的酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成 雾滴，于是显示出射线的径迹．
②粒子的径迹：
直而粗
弯曲
(2)气泡室：气泡室原理同云室的原理类似，不同的是气泡 室装的是过热液体(如液态氢)，粒子经过液体时就有气泡 形成，显示粒子的径迹．
(3)盖革－米勒计数器
①原理：在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压，这个电压稍 低于管内气体的电离电压 ．当某种射线粒子进入管内时，它使 管内的 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，这些电子到阳达极 ，正离子到达阴极 _， 在外电路中产生了一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次 数记录下来．
D．这种放射性元素的半衰期是2.5天
解析 因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最 差的α射线，选项A正确、B错误；因放射性元素原子核个数 与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原 来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原 来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半 衰期是5天．
在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到 一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比 r1:r2=44:1。求： (1)这个原子核原来所含的质子数是多少？ (2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？（说明理由）
高中物理选修3-5课件 19.3-19.4 探测射线的方法
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高中物理课件
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3
探测射线的方法
4 放射性的应用与防护
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
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预习交流 1
探测射线还有哪些方法? 答案: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。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进行电子计算机控制、计算、数据处 理,已经使实验方法高度自动化。
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
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预习交流 2
在查德威克发现中子之前,有哪些科学家与中子失之交臂? 答案:1930 年,德国科学家玻特和贝克用 α 粒子轰击轻元素铍核,发 现并未发射出质子,而放出了一种新的射线。这种射线几乎不能使气体 电离,在电场和磁场中也不发生偏转,是不带电的,射线的贯穿能力强,他 们认为这是 γ 射线。经检测,射线的能量在 10 MeV 左右,远大于天然放 射物质衰变时发出的 γ 射线的能量。
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
人教版高中物理选修【3-5】《探测射线的方法》ppt课件
1第一遍知道大概说了什么就行；
2第二遍知道哪块是重点；
3第三遍可以做出一些判断。
高效学习逻辑 思维
事实知识（know--what）：知道是什么的知识， 主要叙述事实方面的知识； 原理知识（know--why）：知道为什么的知识， 主 要是自然原理和规律方面的知识； 技能知识（know--how）：知道怎么做的知识， 主要是对某些事物的技能和能力； 人力知识（know--who）：知道是谁的知识， 主 要是谁知道以及谁知道如何做某些事的能力；
硬背“在复合句中，修饰某一名词或代词的从句叫做定语从句”这个概念。
3.这个步骤可以使用思维导图或流程图，可以更好加深自己的理解哦~
费曼学习法--
实操
第三步 没有任何参考的情况下，仅靠大脑，复述你所获得的主要内容
（三） 仅 靠 大 脑 复 述
1.与上一步不同的是，这一步不能有任何参考， 合上你的书本、笔记等，看看此时你的大脑里还剩下了什么； 2.仅凭记忆，如果可以复述很多，说明掌握状况还可以； 3.如果一合上书，就连关系词有哪些都想不起来了， 说明还 没有掌握，需要继续回顾。
5.如果别人问了你一个问题，你就不知道怎么回答了，说明学的还不够全面； 6.通过别人的反馈，自己的实践，再次检验自己哪儿学的不扎实， 再返回去
加深，直至完全学会消化。
高效学习使用 技巧
做个便利贴 男孩/女孩
建立 仪式感
建立营造 自律圈
小作
业
这并不是一份从天而降的普通作业~ 这是一份既能轻松完成，又能帮助你快速进步的高效小作业！ 1、结合本节所学的学习力相关常识，纠正自己目前存在问题的学习方 法， 养成良好学习习惯（可参考工具卡《高效学习力》）。 2、结合本节所学“学习的完整过程”和“高效学习模型”，对自己现 有 学习方法进行优化（可参考工具卡《高效学习模型》）。
物理新人教版选修3-5193探测射线的方法
物理新人教版选修3-5193探测射线的方法探测射线的方法主要包括电离室法、Geiger-Muller管法、闪烁体探测器法、电子线探测器法和磁谱仪等。
电离室法是一种常用的探测射线的方法，它利用射线通过电离室时产生的电离现象来检测射线。
电离室由一个金属容器和一个填充有气体的空间构成，气体可以是氩气、氦气等。
当射线通过电离室时，会与气体分子碰撞产生电离，电离产生的正负电子对经过加速极引入电极上，形成电流。
根据电流的大小可以反映射线的强弱。
电离室法灵敏度高，精度高，可以测量多种类型的射线。
Geiger-Muller管法是一种常见的射线探测方法，它利用Geiger-Muller管检测射线。
Geiger-Muller管是一种封闭的金属管，管内充满了低压气体。
当射线入射到Geiger-Muller管时，会与气体分子碰撞产生电离，电离产生的正负电子对被高电压加速，并在电场的作用下引入阳极和阴极，产生一个电流脉冲。
根据电流脉冲的数量和大小可以判断射线的强度和类型。
闪烁体探测器法是一种利用闪烁效应检测射线的方法。
闪烁体通常是一种由有机或无机材料制成的晶体或液体，在射线入射到闪烁体的时候，会与闪烁体分子产生碰撞，使闪烁体分子激发至高能级，然后在返回低能级的过程中释放出光子。
利用光电倍增管等光电探测器可以检测到放射出的光子，从而确定射线的强度和类型。
电子线探测器法是一种以电子束为探测器的射线检测方法。
电子线探测器一般采用热电子发射式或场发射式。
当射线通过电子线探测器时，会使电子发射体发射出电子，通过加速极和集束极，将电子聚焦成一个电子束，在荧光屏或闪烁体上产生荧光或闪烁，从而可以直接观察到射线的发生。
磁谱仪是一种利用磁场对射线进行分析和测量的仪器。
它通过磁场的作用，使不同类型的射线在空间中运动轨迹不同，从而实现对射线的分离和测量。
磁谱仪主要由磁铁、光学系统和探测系统等组成。
不同种类的射线会在磁场中产生弯曲，通过对射线偏转的测量，可以得到射线的能量和轨迹信息。
高中物理人教版(选修3-5)第十九章原子核第3节探测射线的方法(共10张PPT)
3、G-M计数器的特点？
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
（3）工作原理： 放射线使气体分子电离，
过饱和蒸汽以离子为中心凝
结成雾滴，显示运动轨迹。
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
3、云室中三种射线径迹的特点 射线：直而粗。
原因：①粒子质量弯曲。
雾滴 ，过热液体会产 为核心，过饱和的蒸气会产生_______
气泡 生_________ 。 感光 。 (2)放射线中的粒子会使照相乳胶_______ 荧光 。 (3)放射线中的粒子会使荧光物质产生________
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
1．威耳逊云室 （1）构造：一个圆筒状容器，低 部可以上下移动，上盖是透明的， 内有干净空气。 （2）使用方法：实验时，加入少量 酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
（3）气泡室的优缺点
优点：直观﹑作用顶点可见﹑有
很好的多重效率﹑有效空间大和
测量精度高等等。
缺点：收集和分析数据较慢，扫 描﹑测量照片太费时间﹐体积不 容易做得很大。
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
3．盖革-米勒计数器 （1）结构：如右图 （2）工作原理：射线使气体分子 电离，产生脉冲放电，放电次数 就是进入计数管内粒子的个数。
原因：①粒子质量小，跟气体 碰撞易 改变方向。 ②电离本领小，沿途产生的 离子少。 γ粒子的电离本领很小，一般看不到它 的径迹 射线 射线
新 课 内 容
一、探测放射线的仪器
2．气泡室-----高能物理实验最风行的探测设备 （1）结构：气泡室是由一密闭容 器组成，容器中盛有工作液体 （2）工作原理：放射线使液体分 子电离，使过热液体以离子为核心 形成气泡，从而显示运动轨迹。
高三物理探测射线的方法放射性的应用与防护ppt课件
二、气泡室-----高能物理实验的最风行的
探测设备
气泡室是由一密闭容器 组成，容器中盛有工作 液体
气 泡 室 中 带 电 粒 子 的 径 迹
气
气泡室的优点：
泡
它的空间和时间分
室 中
30 15
P
，它是通过核反应生成的
人工放射性同位素。
.
14
与天然的放射性物质相比，人造放射性同 位素：
1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短 4、放射性废料容易处理
.
15
三、放射性同位素的应用
（1）利用它的射线
A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金 属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤 仪． B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来 检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等， 从而实现自动控制
（2）作为示踪原子 四、放射性污染和防护：
.
29
例2：
23920Th (钍)经过一系列α和β衰变,
成为 28028Pb (铅)
( B D)
(A)铅核比钍核少24个中子 (B)铅核比钍核少8个质子 (C)共经过4次α衰变和6次β衰变
(D)共经过6次α衰变和4次β衰变
.
30
Hale Waihona Puke 例3：下列四个方程中，x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子。
(1)
U 235
92
01n
3985Sr15348Xe 3x1
(2) 12H x2 23He01n
(3)
U 238
高三物理探测射线的方法(第三节)
1、云室实验．
在云室看到嘚只是成串嘚小液滴，它描述嘚是射线粒子 运动嘚径迹，而不是射线本身．云室利用嘚是射线嘚电 离本领．径迹嘚长短和粗细可以知道粒子嘚性质；粒子 轨迹嘚弯曲方向可以知道粒子带电嘚正负．
2．气泡室
气泡室在核物理研究中经常用到．气泡室里装嘚是液体（如液态氢），控制室内嘚温度和压 强，使室内嘚温度略低于液体嘚沸点，当气泡室嘚压强突然降低时，液体嘚沸点降低因此液 体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成．通过照片上记录嘚情况，可以分析粒子嘚 带电、动量、能量等情况．
盖革－弥勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出嘚计数器用来检测放射性是非常方便嘚，盖 革管嘚结构如图所示：
窗口
阴极
阳极
粒子
接放大器
例题：下列关于放射线嘚说法中不正确嘚是 [
]
D
A、放射线可以用来进行工业探伤
B、放射线可以使细胞发生变异
C、放射同位素可以用来做示踪原子
D、放射线对人体Байду номын сангаас害
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1、云室实验． 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．云室利用的是 射线的电离本领．径迹的长短和 粗细可以知道粒子的性质；粒子 轨迹的弯曲方向可以知道粒子带 电的正负． 注意：云室实验装置小，粒子径迹呈现时间较短．
2．气泡室
气泡室在核物理研究中经常用到．气泡室里装的是液 体（如液态氢），控制室内的温度和压强，使室内的 温度略低于液体的沸点，当气泡室的压强突然降低时， 液体的沸点降低因此液体过热，在通过室内射线粒子 周围就有气泡形成．通过照片上记录的情况，可以分 析粒子的带电、动量、能量等情况．
盖革－弥勒计数器 德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出的计 数器用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图 所示： 窗口 阴极 阳极
粒子
接放 大器
例题：下列关于放射线的说法中不正确的是 [ A、放射线可以用来进行工业探伤 B、放射线可以使细胞发生变异 C、放射同位素可以用来做示踪原子
D ]
D、