3　探测射线的方法第二课时教案

探测射线的方法

教学目标

1. 知道放射线的粒子能使气体和液体电离，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构造和基本原理。

3.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理

★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。

探测射线的方法

一．

威尔逊云室：

英国物理学家威尔逊(Charles Thomson Rees Wilson, 1869-1959)经过研究，他于1894年发明了一个叫“云雾室”(Cloud Chamber, Wilson Chamber)的装置，它里面充满了干净空气和酒精（或乙醚）的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒，它就成了“云雾”凝结的核心，形成雾点，这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此，科学家可以通过“云雾室”，来观察肉眼看不见的基本粒子（电子质子等）的运动和变化情况。同时，还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室，为研究微观世界作出了卓越贡献。1927年，他因此荣获了诺贝尔物理学奖金。

二．

气泡室

1952年，美国物理学家格拉塞（Donald Arthur Glaser，1926-）为如何探测高能粒子的运动径迹而冥思苦想，他往酒杯里倒啤酒时被啤酒中冒着的气泡吸引，如果扔到杯中一个小粒子，气泡会追随正在粒子的运动轨迹而形成。

气泡室是一种装有透明液体（如液体氢、氦、丙烷、戌烷等）的耐高压容器。它是利用在特定温度下通过突然减压使某种工作液体在短时间内（一般为50毫秒）处于过热的亚稳状态而不马上沸腾，这时若有高能带电粒子通过就会发生局部沸腾，并在粒子经过的地方产生大量的气泡，从而显示出粒子的径迹。根据径迹的长短、浓淡等数据，便能清楚地分辨出粒子的种类和性质。然后气泡室又恢复至高压状态，气泡立即消失，这样气泡室可以连续使用。气泡室容积大小从数毫升到100升，所用液体为液氢、淮氙、乙醚、丙烷等；气泡室的压力从1个大气压到几十个大气压。气泡室因密度大、循环快，所搜集到的各种信息大约是云雾室的1000倍。

三．

盖革-米勒计数器：构造：

原理：一种专门探测电离辐射(α粒子、β粒子、γ射线和X射线)强度的记数仪器。由充气的管或小室作探头，当向探头施加的电压达到一定范围时，射线在管内每电离产生一对离子，就能放大产生一个

相同大小的电脉冲并被相连的电子装置所记录，由此测量得单位时间内的射线数。盖革-米勒计数器是根据射线能使气体电离的性能制成的，是最常用的一种金属丝计数器。两端用绝缘物质封闭的金属管内贮有低压气体，沿管的轴线装了金属丝，在金属丝和管壁之间用电池组产生一定的电压（比管内气体的击穿电压稍低），管内没有射线穿过时，气体不放电。当某种射线的一个高速粒子进入管内时，能够使管内气体原子电离，释放出几个自由电子，并在电压的作用下飞向金属丝。

这些电子沿途又电离气体的其它原子，释放出更多的电子。越来越多的电子再接连电离越来越多的气体原子，终于使管内气体成为导电体，在丝极与管壁之间产生迅速的气体放电现象。从而有一个脉冲电流输入放大器，并由接于放大器输出端的计数器接受。计数器自动地记录下每个粒子飞入管内时的放电，由此可检测出粒子的数目。

缺陷：

★新课标要求

（一）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．

（二）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

（三）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

★教学用具：

1．挂图，实验器材模型，课件等。

2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）引入新课

复习提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质．

请同学们回忆：

α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？