19.3探测射线的方法.ppt

19.3《探测射线的方法》 教学目标 1、知识与技能 （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。 2、过程与方法 （1）能分析探测射线过程中的现象； （2）培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。 3、情感、态度与价值观 （1）培养学生认真严谨的科学分析问题的品质； （2）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； （3）培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。 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。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：挂图，实验器材模型，课件等； ? ? ? 带电性 氦核流 穿透能力 构成 速度 实质 名称 正 强 弱 C/10 电离能力 负 弱 强 接近C 电子流 中 最弱 极强 光子 C 光子流 Ⅰ、复习回顾: 例： 天然放射性元素 (钍)经过一系列α衰变和β衰变之后变成 （铅）．下列论断中正确的是（ ） A.铅核比钍核少24个中子 B.铅核比钍核少8个质子 C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变 D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 BD 在下列核反应方程中,X代表质子的方程是（ ） ( ) ( ) ( ) ( ) n He X H D X n H C X O He N B X P He Al A 0 4 2 3 1 1 0 2 1 17 8 4 2 14 7 30 15 4 2 27 13 +1 ? + + ? g + + ? + + ? + BC 半衰期:它表征放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。它是从大量原子核衰变中得出的统计规律，对个别的放射性原子核的衰变无实际物理意义。半衰期由原子核的内部因素决定，与外界条件及与物质的物理、化学状态无关。即使处于物理运动，化学变化中也不会影响它的半衰期。因此它是反映某种元素原子核特征的重要物理量。 1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡 射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象： Ⅱ、新课教学 2、使照相底片感光 3、使荧光物质产生荧光 根据射线的这些效应，可以制成多种探测器。下面我们来学习几种常见的探测放射线的方法 一、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 实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。 利用射线的电离本领 a射线在云室中的径迹：直而粗 原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多 ?射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲 原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少 ?射线的电离本领很小，在云室中一般看不 到它的径迹 这种云室是英国物理学家威耳逊（1869～1959）在1912年发明的，故叫做威耳逊云室． 注意：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． 阅读课本P74 图19.3－2甲、乙两图：α射线、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因。 我们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，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。 ? 1972年我国云南宇宙射线实验站，就是利用建在3200米高山上的大型磁云室装置，发现了一个质量是十倍质子质量的重粒子 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 液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，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，从而得到记录有高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。 气泡室中带电粒子的径迹 气泡室的优点： 它的空间和时间分辨率