19.3探测射线的方法(2016.12.29)

• 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。 ③G－M计数器不适合于极快速的计数。
此外，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。
窗 口 粒 子
阴 极
阳 极 接 放 大
(2)原理．
ห้องสมุดไป่ตู้
管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气,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．
可以分析粒子的动量、能量及带电情况等。
3．盖革— 米勒计数器
（1）盖革— 米勒计数管的构造如何？ （3）G—M计数器的特点是什么？
主要部分是计数管，外面 是玻璃管，里面有一个接 在电源负极得导电圆筒 （或在玻璃管上镀导电膜 代替），筒的中间有一条 接正极的金属丝。
（2）盖革— 米勒计数管的基本原理是什么？
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．
探究一探测射线的方法和仪器
如图,α粒子和β粒子在威尔逊云室中的径迹示意图。 (1)如何根据径迹的情况,分析判断粒子的性质? (2)如何判断粒子所带电荷的正负?
2．仪器． 1、威尔逊云室：利用射线的电离本领 威尔逊云室． 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。
(1)构造．
实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。 云室的主要结构如下图所示． 圆筒形容器的下 原理： 围活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室
射线经过时把气体电离,过饱和蒸汽以离子为核心凝结 行照相．放射源可放在室内侧壁附近，也可放在 成雾滴,雾滴沿射线的路径排列 ,显示出射线的径迹,
学习目标：
1.知道射线的粒子使气体或者液体电离、使 照相底片感光、使荧光物质产生荧光
2.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和 基本原理。
探测射线的方法 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、使气体或 液体电离 2、使照相底 片感光 3、使荧光物 质产生荧光
气泡室中带电粒子的径迹 气泡室的优点：
①它的空间和时间分辨率高； ②工作循环周期短，本底干净、径迹 清晰，可反复操作。
不足之处：
①扫描和测量时间太长；
②体积有限，价格甚为昂贵。
2.气泡室和威耳逊云室原理有什么异同? 通过气泡室中粒子径迹的照片我们可以分析哪些量? 提示:威耳逊云室的原理是利用气体中的离子作为形成酒精蒸气的凝结
中心。当快速运动的粒子穿过含有过饱和酒精蒸气的气体空间时,在它
的路程上产生许多离子,许多蒸气分子凝结在这些离子上,形成许多雾 滴。这样,在粒子所飞过的轨迹上形成一条狭窄的雾带状痕迹 ,叫做粒 子的径迹。用很强的光从侧面照射,能够看到这种痕迹,也可以用照相机把它
拍下来。只能知道粒子的种类和电性.
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。 当射线粒子通过过热液体时,在射线粒子周围有气泡形成。根据照片
1.云室中不同粒子径迹产生的原因:
径 迹 产生原因
α粒子的质量比较大,在气体中飞行时不易改变方向。 α粒子 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 β粒子的质量小,跟气体分子碰撞时容易改变方向, β粒子 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
闪烁计数器
半导体探测器
γ粒子的电离本领很小,在云室中一般看不到它的径 γ粒子 迹
④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，还可以知道粒子所带电荷的 正负．
2、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
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．