19.3 探测射线的方法 学案（含答案）

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19.3
探测射线的方法
学案
【学习目标】
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．
【学习重点】
根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子
【学习难点】
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。2·1·c·n·j·y
【学习过程】
阅读教材73页的第一部分，思考以下问题：
放射线虽然看不见，但可以根据什么来探知放射线的存在？
（2）这些现象主要有哪些？
（3）可以用什么方法来探测？
1．威耳逊云室
阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，思考以下问题：
（1）构造是什么？
（2）怎样才能观察到射线的径迹？
（3）观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？21cnjy.com
2．气泡室
阅读课本，思考
气泡室的基本原理．
观察教材中图19.3－3为粒子经过气泡室时的径迹照片，根据照片可以分析出粒子的什么量？
3．盖革—
弥勒计数器
阅读教材“盖革—弥勒计数器”部分的内容，思考以下问题：
盖革—
弥勒计数管的构造如何？
（2）盖革—
弥勒计数管的基本原理是什么？
（3）G—M计数器的特点是什么？
当堂检测
1．研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。如图所示，P是放射源，a、b、c分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知
(
)【来源：21·世纪·教育·网】
A．a是
射线，b是β射线，c是γ射线
B．a是β射线，b是γ射线，c是
射线
C．a是
射线，b是γ射线，c是β射线
D．a是γ射线，b是β射线，c是
射线
2．最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次
衰变后的产物是Fm，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为
(
)www-2-1-cnjy-com
A．124，259
B．124，2652-1-c-n-j-y
C．112，277
D．112，26521·世纪
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3．一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h，则衰变后的原子核
(
)21
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A．仍静止
B．沿与光子运动方向相同的方向运动
C．沿与光子运动方向相反的方向运动
D．动量大小为
4．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的A射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道
(
)
A．A为中子，B为质子
B．A为质子，B为中子
C．A为γ射线，B为中子
D．A为中子，B为γ射线
5．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的A和B的质量之比为
(
)
A．30∶31
B．31∶30
C．
1∶2
D．2∶1
6．镅(Am)是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(NP)，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是
(
)
A．
粒子
B．质子
C．中子
D．正电子
7．2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m的海底。该核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视，几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用，其原因有
(
)
A．铀、钚等核废料有放射性　　
B．铀、钚等核废料的半衰期很长
C．铀、钚等重金属有毒性　　
D．铀、钚等核废料会造成爆炸
8．从一个铅盒的小孔中射出的、β、γ三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是
(
)
A．三条重合
B．两条重合
C．三条分开
D．、β的径迹一定分开
9．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则可能是
(
)
A．
和β的混合放射源
B．纯
放射源
C．
和γ的混合放射源
D．纯γ放射源
10．在云室中，为什么粒子的径迹直而粗，而粒子的径迹弯而细？
参考答案：
学习过程
可根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在．
（2）主要有：
1．使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；
2．使照相底片感光；
3．使荧光物质产生荧光．
（3）（1）威耳逊云室
（2）气泡室
（3）盖革—
弥勒计数器
1、（1）威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹．室内由光源通过旁边的窗子照明．少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）
．
（2）实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态．这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹
（3）因为α粒子带电量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子.过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直。β粒子带电量少，电离本领较小，在1cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲.21世纪教育网版权所有
2、（1）控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点．当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成．气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的．液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件．
（2）可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况
3、（1）管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝．管中装有低压的惰性气体（如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa）和少量的酒精蒸气或溴蒸气．在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约1000V），这个电压稍低于管内气体的电离电压21·cn·jy·com
（2）盖革管的原理是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，一个射线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，在外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．
（3）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．④G－M计数器较适合于对β、γ粒子进行计数．www.21-cn-jy.com
当堂检测
1、C
2、C
3、CD
4、A
5、B
6、A
7、AB
8、AC
9、C
10、α粒子带电量多，电离作用强，穿过云室时，在一定的路程上能产生较多的离子对，而过饱和的酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹；由于α粒子质量较大，其运动状态不易改变，故其径迹比较直。β粒子带电量少，电离作用较弱，在一定路程上能产生的离子对较少，酒精蒸汽的凝结现象不太明显；由于β粒子质量较小，其运动状态容易改变，故径迹比较弯
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