3　探测射线的方法教案设计（一等奖）

探测射线的方法课堂设计

A:阅读书本并完成

一、探测射线的方法

探测器材的设计思路：放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生

，过热液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中的粒子会使

产生荧光．

1．威耳逊云室

其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以移动，相当于

实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到

状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子

，过饱和蒸气就会以这些离子为核心

，于是显示出射线的径迹．

2．气泡室

与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内的

突然降低时，液体的

变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围就有

形成，显示出粒子的径迹来．

3．盖革—米勒计数器

它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的

，筒内中间有一根接电源正极的

，里面充入

气体以及少量

蒸气．当射线通过管内时，会使气体

，产生的

在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次

，电子仪器把这次脉冲记录下来．

二、放射性的应用与防止

1．核反应

(1)什么是核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为

(2)核反应的规律：在核反应中，

守恒、

守恒，还遵循动量守恒．

(3)原子核的人工转变：原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核，这种核反应称为人工转变．

2．人工放射性同位素

天然放射性同位素种类很少，通过人工转变，现在

元素都有了自己的放射性同位素．与天然的相比，它们有以下优点：放射强度

，还可以制造出各种所需要的

，半衰期比天然的

，因此放射性废料容易处理．

3．放射性同位素的应用

应用共有两个方面，一方面是应用它的

，另一方面是作

原子．

4．辐射与安全

为了防止有害的放射性对人类和自然的破坏，人们采用了有效的防范措施．在生活中对

那些有可能有放射性的物质要有

意识，尽可能

放射源．

B:预习交流2

1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量在100 MeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量

1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡．结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子．这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎为0，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量约是电子的1 800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量10 MeV相去甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识．面对55 MeV与10 MeV的矛盾，他们还是十分牵强地解释为其他的原因，并于1932年1月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论．你认为这是哪种粒子？你对约里奥夫妇的做法有什么看法？

答案：中子

约里奥夫妇在这个问题的处理上不够科学严谨．

1．云室中不同粒子径迹产生的原因

2.不同探测方法的对比

威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类．【例1】

关于威耳逊云室探测射线，下述正确的是(

) A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹

B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线

C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线

D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负

【导思】

根据三种射线在云室中的径迹特点分析．

【解析】

云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A选项正确．由于α粒了的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，则B选项正确．由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C选项错误．把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，所以D选项错误．故选AB. 明确云室的工作原理及三种射线在云室中径迹的特点是解题关键．变式训练1 为了说明用α粒子轰击氮，打出了质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的二万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验数据说明了(

) A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少

B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少

C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少

D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少

解析：此题考查利用云室探测射线的径迹，研究射线的性质问题．因为氮原子核很小，所以α粒子接近氮原子核的机会很少，使发生反应后径迹分叉的机会很少，故正确答案为C.