人教版高中物理课件第十九原子核19.3探测射线的方法.ppt

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1、第三节第三节 探测射线的方法探测射线的方法天然放射现象天然放射现象射线射线射线射线射线射线电离能力电离能力贯穿能力贯穿能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速高速电子流电子流高能量高能量电磁波电磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱较强较强很强很强很容易很容易较弱较弱更小更小探测射线的方法探测射线的方法射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：使气体或液体电离使气体或液体电离使照相底片感光使照相底片感光 使荧光物质生荧光使荧光物质生荧光一、威尔逊云室：一、威尔逊云室：构造：一个圆筒状容器，构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖低部可

2、以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气是透明的，内有干净空气实验时，加入少量酒精，实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和使酒精蒸汽达到过饱和状态。状态。利用射线的电离本领利用射线的电离本领a射射线在云室中的径迹：在云室中的径迹：直而粗直而粗原因：原因：a粒子粒子质量大，不易改量大，不易改变方方向，向，电离本离本领大，沿涂大，沿涂产生的粒子生的粒子多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：粒子原因：粒子质量小，跟气体碰撞易量小，跟气体碰撞易改改变方向，方向，电离本离本领小，沿途小，沿途产生生的离子少的离子少二、气泡室二、气泡室高能物理实验的最风行的探测

3、设备高能物理实验的最风行的探测设备 气泡室里是液体，气泡室里是液体，控制室内温度和压控制室内温度和压强，当气泡室压强强，当气泡室压强突然降低时，液体突然降低时，液体沸点降低液体过热，沸点降低液体过热，在通过室内射线粒在通过室内射线粒子周围就有气泡形子周围就有气泡形成。通过照片，可成。通过照片，可以分析粒子的带电、以分析粒子的带电、动量、能量等情况。动量、能量等情况。液体在特定的温度和压力下进行液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀绝热膨胀，由于，由于在一定的时间间隔内（例如在一定的时间间隔内（例如50ms）处于）处于过热状态过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体不会马上沸腾，

4、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，因而形成离子对，这些离子碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐形成胚胎气泡，经过很短的时间后，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底片。得到记录有高

5、能带电粒子轨迹的底片。照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作照相结束后，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初始状液体，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。态，准备作下一次探测。气气泡泡室室中中带带电电粒粒子子的的径径迹迹气泡室的优点：气泡室的优点：它的空间和时间分它的空间和时间分辨率高；辨率高；工作循环周期短，工作循环周期短，本底干净、径迹清本底干净、径迹清晰，可反复操作。晰，可反复操作。但也有不足之处：但也有不足之处：那就是扫描和测量那就是扫描和测量时间还嫌太长；时间还嫌太长；体积有限，而且甚体积有限，而且甚为昂贵，为昂贵，三、盖革三、盖革-米勒计数器米勒计数器一种能自动把放射微粒计数一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的出来的仪器，利用了射线的电离本领。电离本领。放大倍数大放大倍数大,极灵敏；极灵敏；只能用于计数，不能区分只能用于计数，不能区分射线的种类；射线的种类；不适合于极快速的粒子计不适合于极快速的粒子计数；数；对于两个粒子射来的时间对于两个粒子射来的时间间隔小于间隔小于200s200s时，计数器时，计数器不能将其区分开来。不能将其区分开来。