_探測(cè)射線的方法ppt

1、1 1、粒子使氣體或液體電離，以這些離、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和蒸汽會(huì)產(chǎn)生云霧滴，子為核心，過(guò)飽和蒸汽會(huì)產(chǎn)生云霧滴，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡。過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡。2 2、使照相底片感光。、使照相底片感光。3 3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。射線中的粒子肉眼看不見(jiàn)，射線中的粒子肉眼看不見(jiàn)，但與其它物質(zhì)但與其它物質(zhì)作用作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：19.3 探測(cè)射線的方法飽和蒸汽飽和蒸汽：當(dāng)當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時(shí)，液體分子通過(guò)液面液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時(shí)，液體分子通過(guò)液面進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分

2、子處于紊亂的熱運(yùn)動(dòng)之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)的熱運(yùn)動(dòng)之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞，在和液面碰撞時(shí)，有的分子則被液體分子所吸生碰撞，在和液面碰撞時(shí)，有的分子則被液體分子所吸引，而重新返回液體中成為液體分子。開(kāi)始蒸發(fā)時(shí)，進(jìn)引，而重新返回液體中成為液體分子。開(kāi)始蒸發(fā)時(shí)，進(jìn)入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返回液體中的分子數(shù)目也增多?；匾后w中的分子數(shù)目也增多。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入空間的當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回

3、液體中的分子數(shù)目相等時(shí)，則蒸發(fā)與凝分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時(shí)，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動(dòng)平衡狀態(tài)，這時(shí)雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但結(jié)處于動(dòng)平衡狀態(tài)，這時(shí)雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時(shí)的狀態(tài)稱為飽和空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時(shí)的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對(duì)應(yīng)的蒸狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對(duì)應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽汽是飽和蒸汽 。過(guò)飽和蒸汽過(guò)飽和蒸汽：超過(guò)飽和蒸汽應(yīng)有的密度超過(guò)飽和蒸汽應(yīng)有的密度而仍不液化或凝華的蒸汽。而仍不液化或凝華的蒸汽。處于過(guò)飽和狀態(tài)的氣體并不穩(wěn)定，極易處于過(guò)飽和狀態(tài)的氣體并不穩(wěn)定，極易液液化或凝華化或凝華

4、。如果受到擾動(dòng)或出現(xiàn)水汽凝結(jié)時(shí)。如果受到擾動(dòng)或出現(xiàn)水汽凝結(jié)時(shí)的吸附物，如塵埃等，就會(huì)部分液化或凝華的吸附物，如塵埃等，就會(huì)部分液化或凝華而回到飽和狀態(tài)。而回到飽和狀態(tài)。一、威爾遜云室一、威爾遜云室構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，底構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，底部可以上下移動(dòng)，上蓋是透部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣。明的，內(nèi)有干凈空氣。原理原理：實(shí)驗(yàn)時(shí)，先往云室里加入少實(shí)驗(yàn)時(shí)，先往云室里加入少量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸飽和蒸汽汽，然后，然后迅速向下迅速向下拉動(dòng)活塞，室內(nèi)拉動(dòng)活塞，室內(nèi)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸汽達(dá)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸汽達(dá)到到過(guò)飽和狀態(tài)過(guò)飽和狀態(tài)。這時(shí)

5、如果有射線粒這時(shí)如果有射線粒子在云室氣體中飛過(guò)，使沿途的氣子在云室氣體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸汽就會(huì)體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸汽就會(huì)以這些粒子為核心凝結(jié)成霧滴，于以這些粒子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線的是顯示出射線的徑跡徑跡。威爾遜云室威爾遜云室利用了射線利用了射線的電離本領(lǐng)。的電離本領(lǐng)。威而遜云室威而遜云室 射線射線在云室中的徑跡：直而粗在云室中的徑跡：直而粗。原因：原因： 粒子質(zhì)量大，不易改變粒子質(zhì)量大，不易改變方向。電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生方向。電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多。的離子多。 射線射線在云室中的徑跡：在云室中的徑跡：比較細(xì)，比較細(xì)，而且常常彎曲。而且常常彎曲。原

6、因：原因： 粒子質(zhì)量小，跟氣體粒子質(zhì)量小，跟氣體 碰撞易改變方向。碰撞易改變方向。 電離本領(lǐng)小，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少。沿途產(chǎn)生的離子少。云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒云室中看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒子運(yùn)動(dòng)的子運(yùn)動(dòng)的軌跡軌跡，而不是射線本身（射線肉眼看不見(jiàn)），而不是射線本身（射線肉眼看不見(jiàn)）射線一般看不到軌跡，電離本領(lǐng)非常小射線一般看不到軌跡，電離本領(lǐng)非常小 氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是裝的是液體液體，如液態(tài)氫?？刂茪馀菔覂?nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，如液態(tài)氫?？刂茪馀菔覂?nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使溫

7、度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)使溫度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低壓強(qiáng)突然降低時(shí)，液時(shí)，液體的體的沸點(diǎn)就變低沸點(diǎn)就變低，在一定的時(shí)間間隔內(nèi)液體處于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)液體處于過(guò)熱狀態(tài)，過(guò)熱狀態(tài)，但不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶但不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子（即使液體原子電離即使液體原子電離），），因而形成離子對(duì)，這些離子在因而形成離子對(duì)，這些離子在復(fù)合復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成從而以這些離子為核心形成胚胎氣

8、泡胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的照片。照相拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的照片。照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。 物理實(shí)驗(yàn)氣泡室物理實(shí)驗(yàn)氣泡室.小視頻小視頻二、氣泡室二、氣泡室?guī)щ娏Ｗ?/p>

9、的徑跡呈曲線是由于在磁場(chǎng)中受到了帶電粒子的徑跡呈曲線是由于在磁場(chǎng)中受到了洛倫茲力洛倫茲力粒子通過(guò)氣泡室時(shí)的照片粒子通過(guò)氣泡室時(shí)的照片氣泡室氣泡室利用了射線的電離本領(lǐng)。利用了射線的電離本領(lǐng)。窗口窗口陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極接放接放大器大器粒子粒子三、蓋革三、蓋革米勒計(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)器外面是玻璃管，里面外面是玻璃管，里面導(dǎo)電圓筒導(dǎo)電圓筒接電源負(fù)極，筒中接電源負(fù)極，筒中央的央的金屬絲金屬絲接正極。玻璃管中裝低壓惰性氣體及接正極。玻璃管中裝低壓惰性氣體及少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金屬絲和圓筒間加適少量酒精蒸汽或溴蒸汽，在金屬絲和圓筒間加適當(dāng)大小的電壓。電路中接當(dāng)大小的電壓。電路中接放大器。放大器。 當(dāng)射線粒子進(jìn)入

10、管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的低壓惰性當(dāng)射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的低壓惰性氣體氣體電離電離，產(chǎn)生的電子在金屬絲和導(dǎo)電圓筒形成的，產(chǎn)生的電子在金屬絲和導(dǎo)電圓筒形成的電場(chǎng)中加速。電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí)，又使電場(chǎng)中加速。電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí)，又使氣體分子電離，產(chǎn)生電子氣體分子電離，產(chǎn)生電子這樣這樣，一，一個(gè)個(gè)粒子粒子進(jìn)進(jìn)入入管中可以管中可以產(chǎn)產(chǎn)生大量生大量電電子。子。這這些些電電子到子到達(dá)陽(yáng)極達(dá)陽(yáng)極，正離，正離子到子到達(dá)陰極達(dá)陰極，在，在電電路中就路中就產(chǎn)產(chǎn)生一次生一次脈沖放脈沖放電電，利用，利用電電子子儀儀器可以把放器可以把放電電次次數(shù)記錄數(shù)記錄下下來(lái)來(lái)。演示蓋革計(jì)數(shù)器1.演示蓋革 計(jì)數(shù)器2.蓋革蓋革米勒計(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)器利用了射線的電離本利用了射線的電離本領(lǐng)。領(lǐng)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) ：靈敏度高。靈敏度高。 檢測(cè)方便。檢測(cè)方便。缺點(diǎn)缺點(diǎn) ：不能區(qū)分射線不能區(qū)分射線的種類。的種類。如果同時(shí)有如果同時(shí)有大量粒子，或兩