探测射线的方法ppt.ppt

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1、1 1、粒子使气体或液体电离，以这些离、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸汽会产生云雾滴，子为核心，过饱和蒸汽会产生云雾滴，过热液体会产生气泡。过热液体会产生气泡。2 2、使照相底片感光。、使照相底片感光。3 3、使荧光物质产生荧光。、使荧光物质产生荧光。射线中的粒子肉眼看不见，射线中的粒子肉眼看不见，但与其它物质但与其它物质作用作用会产生的现象会产生的现象：19.3 探测射线的方法饱和蒸汽饱和蒸汽：当当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分

2、子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的当单位时间内进入空间的分子数目与返回

3、液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽汽是饱和蒸汽。过饱和蒸汽过饱和蒸汽：超过饱和蒸汽应有的密度超过饱和蒸汽应有的密度而仍不液化或凝华的蒸汽。而仍不液化或凝华的蒸汽。处于过饱和状态的气体并不稳定，极易处于过饱和状态的气体并不稳定，极易液液化或凝华化或凝华。

4、如果受到扰动或出现水汽凝结时。如果受到扰动或出现水汽凝结时的吸附物，如尘埃等，就会部分液化或凝华的吸附物，如尘埃等，就会部分液化或凝华而回到饱和状态。而回到饱和状态。一、威尔逊云室一、威尔逊云室构造：一个圆筒状容器，底构造：一个圆筒状容器，底部可以上下移动，上盖是透部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气。明的，内有干净空气。原理原理：实验时，先往云室里加入少实验时，先往云室里加入少量酒精，使室内充满酒精的量酒精，使室内充满酒精的饱和蒸饱和蒸汽汽，然后，然后迅速向下迅速向下拉动活塞，室内拉动活塞，室内气体膨胀，温度降低，酒精蒸汽达气体膨胀，温度降低，酒精蒸汽达到到过饱和状态过饱和状态。这时如

5、果有射线粒这时如果有射线粒子在云室气体中飞过，使沿途的气子在云室气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸汽就会体分子电离，过饱和酒精蒸汽就会以这些粒子为核心凝结成雾滴，于以这些粒子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的是显示出射线的径迹径迹。威尔逊云室威尔逊云室利用了射线利用了射线的电离本领。的电离本领。威而逊云室威而逊云室 射射线在云室中的径迹：直而粗在云室中的径迹：直而粗。原因：原因：粒子粒子质量大，不易改量大，不易改变方向。方向。电离本离本领大，沿途大，沿途产生的生的离子多。离子多。射射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：比比较细，而且常常弯曲。而且常常弯曲。原因：原因：粒子粒子质量小，

6、跟气体量小，跟气体 碰撞易改碰撞易改变方向。方向。电离本离本领小，小，沿途沿途产生的离子少。生的离子少。云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒粒子运子运动的的轨迹迹，而不是射，而不是射线本身（射本身（射线肉眼看不肉眼看不见）射射线一般看不到一般看不到轨迹，迹，电离本离本领非常小非常小 气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里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装的是液体液体，如液态氢。控制气泡室内液体的温度和压强，使如液态氢。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。当气泡室内温度略低于液体的沸点。当气泡室

7、内压强突然降低压强突然降低时，液体的时，液体的沸点就变低沸点就变低，在一定的时间间隔内液体处于在一定的时间间隔内液体处于过热状态，过热状态，但不会但不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子（即使液体即使液体原子电离原子电离），），因而形成离子对，这些离子在因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部复合时会引起局部发热发热，从而以这些离子为核心形成从而以这些离子为核心形成胚胎气泡胚胎气泡，经过很短的时间经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，

8、就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的照片。照相结束后，在液体沸腾之记录有高能带电粒子轨迹的照片。照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。初始状态，准备作下一次探测。物理实验气泡室物理实验气泡室.小视频小视频二、气泡室二、气泡室带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场

9、中受到了洛伦兹力洛伦兹力粒子通过气泡室时的照片粒子通过气泡室时的照片气泡室气泡室利用了射线的电离本领。利用了射线的电离本领。窗口窗口阴极阴极阳极阳极接放接放大器大器粒子粒子三、盖革三、盖革米勒计数器米勒计数器外面是玻璃管，里面外面是玻璃管，里面导电圆筒导电圆筒接电源负极，筒中接电源负极，筒中央的央的金属丝金属丝接正极。玻璃管中装低压惰性气体及接正极。玻璃管中装低压惰性气体及少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金属丝和圆筒间加适少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金属丝和圆筒间加适当大小的电压。电路中接当大小的电压。电路中接放大器。放大器。当射线粒子进入管内时，它使管内的低压惰性当射线粒子进入管内时，它使管内的低压惰性

10、气体气体电离电离，产生的电子在金属丝和导电圆筒形成的，产生的电子在金属丝和导电圆筒形成的电场中加速。电子跟管中的气体分子碰撞时，又使电场中加速。电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子气体分子电离，产生电子这样这样，一，一个个粒子粒子进进入入管中可以管中可以产产生大量生大量电电子。子。这这些些电电子到子到达阳极达阳极，正离，正离子到子到达阴极达阴极，在，在电电路中就路中就产产生一次生一次脉冲放脉冲放电电，利用，利用电电子子仪仪器可以把放器可以把放电电次次数数记录记录下下来来。演示盖革计数器1.演示盖革 计数器2.盖革盖革米勒计数器米勒计数器利用了射线的电离本利用了射线的电离本领。领。优点优点：灵敏度高。灵敏度高。检测方便。检测方便。缺点缺点：不能区分射线不能区分射线的种类。的种类。如果同时有如果同时有大量粒子，或两个粒子大量粒子，或两个粒子射来的时间间隔小于射来的时间间隔小于200200 s,s,计数器不能区分计数器不能区分。德国物理学家盖革德国物理学家盖革在在1928年与弥勒合年与弥勒合作研制出的计数，作研制出的计数，又叫又叫G-M计数器。计数器。总结总结威尔逊云室中所见与气泡室威尔逊云室中所见与气泡室中所见，均为中所见，均为射线的径迹射线的径迹，而非射线本身而非射线本身盖革盖革-米勒计数器，只能对粒米勒计数器，只能对粒子子进行计数进行计数电磁波谱电磁波谱