高中物理19．3 探測射線的方法上課課件人教版選修3

1、來自宇宙的射線,問1：前面我們學習了天然放射現(xiàn)象，知道了三種射線的本質(zhì)．請同學們回憶,,問2：放射線是看不見的，我們是如何探知放射線的存在的呢？,19．3 探測射線的方法,★知識與技能1．知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象2．知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當?shù)膬x器探測到。3．了解云室、氣泡室和計數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原理。,★教學重點根據(jù)探測器探測到的現(xiàn)象分析、探知各種運動粒子。 ★教學難點 1．探測

2、器的結(jié)構(gòu)與基本原理。2．如何觀察實驗現(xiàn)象,并根據(jù)實驗現(xiàn)象，分析粒子的帶電、動量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。,問2：放射線是看不見的，我們是如何探知放射線的存在的呢？,問3：這些現(xiàn)象主要有哪些呢？,1．威耳遜云室,問：（1）構(gòu)造是什么？ （2）基本原理是什么？ （3）怎樣才能觀察到射線的徑跡？,,構(gòu)造: 威耳遜云室主要部分是一個圓筒狀容器，下部是一個可以上

3、下移動的活塞，上蓋是透明的，可以通過它來觀察和拍攝粒子運動的徑跡。室內(nèi)由光源通過旁邊的窗子照明．少量放射性物質(zhì)（放射源）放在室內(nèi)側(cè)壁附近（或放在室外，讓放射線從側(cè)壁的窗口射入） 。,點評：我們在日常生活中應多注意培養(yǎng)觀察的良好習慣。,,過飽和汽 在一定溫度下，超過該溫度飽和汽所應有的密度而仍不液化或凝華的蒸氣。由于它的密度對應于較高溫度時飽和汽的密度，所以過飽和汽又稱“過冷蒸氣”。在通常情況下，當溫度降低到使未飽和汽成為飽和汽后，

4、如果繼續(xù) 減小汽的體積或降低環(huán)境溫度，蒸氣就凝結(jié)為液體。這是因為一般蒸氣中都含有塵埃和雜質(zhì)，成為蒸氣的凝結(jié)核。而對于純凈的蒸氣來說，由于沒有凝結(jié)核，在降溫中會形成過飽和氣。過飽和汽是不穩(wěn)定的，如果其中有凝結(jié)核出現(xiàn)，就會馬上發(fā)生凝結(jié)，使蒸氣回到飽和狀態(tài)。在原子核物理研究中觀測微觀粒子徑跡的“威爾遜云室”就利用了過飽和汽的這一特點。,,實驗時，先往云室里加少量的酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣，然后使活塞迅速向下運動，室內(nèi)氣體由于迅速膨脹，溫

5、度降低，酒精蒸氣達到過飽和狀態(tài)。這時如果有射線粒子從室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，這些霧滴沿射線經(jīng)過的路線排列，于是就顯示出了射線的徑跡。,,,這種云室是英國物理學家威耳遜（1869～1959）在1912年發(fā)明的，故叫做威耳遜云室．,注意：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒子運動的徑跡，而不是射線本身．,閱讀課本P74 圖19.3－2甲、乙兩圖：α射線、β射線在云室中的徑

6、跡，比較兩種徑跡的特點，并分析其原因。,我們根據(jù)徑跡的長短和粗細，可以知道粒子的性質(zhì)。把云室放在磁場中，從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向，可以知道粒子所帶電荷的正負；根據(jù)徑跡的曲率半徑的大小，還可以知道粒子的動量的大小。,? 1972年我國云南宇宙射線實驗站，就是利用建在3200米高山上的大型磁云室裝置，發(fā)現(xiàn)了一個質(zhì)量是十倍質(zhì)子質(zhì)量的重粒子,2．氣泡室-----高能物理實驗的最風行的探測設(shè)備 ?,閱讀課文，比較氣泡室的原理同云

7、室的原理,教材中圖19.3－3為粒子經(jīng)過氣泡室時的徑跡照片，人們根據(jù)照片上記錄的情況，可以分析出粒子的帶電、動量、能量等情況．,控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點。當氣泡室內(nèi)壓強降低時，液體的沸點變低，因此液體過熱，在通過室內(nèi)射線粒子周圍就有氣泡形成。氣泡室在觀察比較稀少的碰撞事件時是有很大優(yōu)點的。液體中原子擠得很緊，可以發(fā)生比氣體中多得多的核碰撞，而我們將有比用云室好得多的機會來攝取所尋找的事件。,注意：我們運用

8、了類比和比較的方法來分析未知的知識，從而得到新的認識。,3．蓋革— 米勒計數(shù)器,閱讀教材“蓋革—米勒計數(shù)器”部分的內(nèi)容，回答以下問題： （1）蓋革— 米勒計數(shù)管的構(gòu)造如何？ （2）蓋革— 米勒計數(shù)管的基本原理是什么？ （3）G—M計數(shù)器的特點是什么？,①G－M計數(shù)器放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來檢測放射性是很方便的。②G－M計數(shù)器只能用來計數(shù)，而不能區(qū)分射線的種類。③G－M計數(shù)器不適合于極快速的計數(shù)。,G—M

9、計數(shù)器的特點：,另外，還有如閃爍計數(shù)器、乳膠照相、火花室和半導體探測器等探測器裝置，利用這些裝置能更精確地測定粒子的各種性質(zhì)，感興趣的同學可以查找這方面的資料閱讀．,隨著科學技術(shù)的發(fā)展，探測射線的手段不斷改進，近年來，由于探測儀器大都和電子計算機直接連接，實現(xiàn)了對實驗全過程電子計算機控制、計算、數(shù)據(jù)處理，已經(jīng)使實驗方法高度自動化．,課后查閱有關(guān)資料，了解更精確的探測放射線的方法。,課堂小結(jié),1．知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些