3　探测射线的方法名师教学设计

19.3《探测射线的方法》导学案

【学习目标】

1.

知道放射线的粒子能使气体或液体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光。

2.

了解云室、气泡室和计数器的简单结构和基本原理。

【知识要点】

一、威耳逊云室: 1.威耳逊云室

（1）过饱和状态:蒸气在一定温度下，超过饱和蒸气应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。体迅速膨胀，温度降低，蒸气可以达到过饱和状态；

（2）液化：过饱和气遇到微粒能凝结成雾滴；

（3）云室原理：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。

2. 径迹特点：

（1）α粒子的

质量

比较大，在气体中飞行不易

改变方向

，并且

电离

本领大，沿途产生的

离子多

，所以它在云室中的

径迹

直而粗。

（2）β粒子的

质量

小，跟气体碰撞时容易

改变方向

，并且

电离

本领小，沿途产生的离子少

，所以它在云室中的

径迹比较细

，且常常发生

弯曲

。

（3）γ粒子的电离本领

更小

，一般看不到它的

径迹

．

3.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_ 粒子___本身。

二、气泡室: 1.过热液体：是指液体的温度超过其沸腾温度而没有沸腾的情况

2.液体沸腾，除了要达到它的沸点外，还要有汽化核，通常水中含有很多杂质微粒及带电微粒，它们都可以成为汽化核。

3.工作原理：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2019-04-22

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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

三

、盖革—

米勒计数器（G—M计数器）

G—M计数器的主要部分是盖革—

弥勒计数管

1.盖革—

弥勒计数管的构造如何？

管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气，在金两极间加上一定的电压（约1000V）。

2.盖革—

弥勒计数管的基本原理是什么？

射线粒子—使气体电离—电子加速—分子电离—产生大量正、负离子—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。[来源:学科网]

3.G—M计数器的特点是什么？

优点: 放大倍数很大，非常灵敏，检测方便。

缺点:①只能用来计数，不能区分射线的种类；

②不适合于极快速的计数；

③不适合于检测α粒子。

【巩固练习】

1．利用威尔逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是(

) A．可知是α射线射入云室中

B．可知是β射线射入云室中

C．观察到的是射线粒子的运动

D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴

解析：观察到威尔逊云室中存在的细而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A错，B正确；射线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，D选项正确。

答案：BD 2．用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是(

) A．放射源射出的是α射线

B．放射源射出的是β射线

C．这种放射性元素的半衰期是5天

D．这种放射性元素的半衰期是2.5天

解析：因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确，

B错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天。

答案：AC 3．用α粒子轰击氮核，结果发现了质子。如图1所示的云室实验照片：b是发生核反应前α粒子的径迹；________是质子的径迹；________是新核的径迹；发生的核反应方程是____________________________________________。

解析：b是入射的α粒子的径迹，由于质子比新核的电离作用弱，而速度比新核的大，所以在云室中电离的径迹中质子的细而长，新核的粗而短，因此a是新核的4171径迹，c是质子的径迹。其核反应方程为：14

7N＋2He→

8O＋1H。

答案：c

a

144171

7N＋2He→

8O＋1H 4．带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律。现将一静止的放射性14C放入上述装置中，当它发生衰变，可能放出α粒子或电子或正电子。所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图2所示(发生衰变后放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a、b均表示长度)。则

图2 (1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________。

(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(选填“①”或“②”)。

(3)14C的衰变方程是_________________________________________________。

解析：(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动。由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子。

(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子。

4(3)根据电荷质量数守恒可得14→10

6C―

4Be＋2He。

4答案：(1)α

(2)②

(3)

14→106C―

4Be＋2He

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