來自宇宙的射線 課件

來自宇宙的射線問1：前面我們學(xué)習(xí)了天然放射現(xiàn)象，知道了三種射線的本質(zhì)．請(qǐng)同學(xué)們回憶問2：放射線是看不見的，我們是如何探知放射線的存在的呢？19．3探測(cè)射線的方法★知識(shí)與技能1．知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象2．知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測(cè)到。3．了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原理?！锝虒W(xué)重點(diǎn)根據(jù)探測(cè)器探測(cè)到的現(xiàn)象分析、探知各種運(yùn)動(dòng)粒子。★教學(xué)難點(diǎn)

1．探測(cè)器的結(jié)構(gòu)與基本原理。2．如何觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。

問2：放射線是看不見的，我們是如何探知放射線的存在的呢？問3：這些現(xiàn)象主要有哪些呢？1．威耳遜云室問：（1）構(gòu)造是什么？（2）基本原理是什么？（3）怎樣才能觀察到射線的徑跡？構(gòu)造:

威耳遜云室主要部分是一個(gè)圓筒狀容器，下部是一個(gè)可以上下移動(dòng)的活塞，上蓋是透明的，可以通過它來觀察和拍攝粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡。室內(nèi)由光源通過旁邊的窗子照明．少量放射性物質(zhì)（放射源）放在室內(nèi)側(cè)壁附近（或放在室外，讓放射線從側(cè)壁的窗口射入）。點(diǎn)評(píng)：我們?cè)谌粘Ｉ钪袘?yīng)多注意培養(yǎng)觀察的良好習(xí)慣。過飽和汽在一定溫度下，超過該溫度飽和汽所應(yīng)有的密度而仍不液化或凝華的蒸氣。由于它的密度對(duì)應(yīng)于較高溫度時(shí)飽和汽的密度，所以過飽和汽又稱“過冷蒸氣”。在通常情況下，當(dāng)溫度降低到使未飽和汽成為飽和汽后，如果繼續(xù)減小汽的體積或降低環(huán)境溫度，蒸氣就凝結(jié)為液體。這是因?yàn)橐话阏魵庵卸己袎m埃和雜質(zhì)，成為蒸氣的凝結(jié)核。而對(duì)于純凈的蒸氣來說，由于沒有凝結(jié)核，在降溫中會(huì)形成過飽和氣。過飽和汽是不穩(wěn)定的，如果其中有凝結(jié)核出現(xiàn)，就會(huì)馬上發(fā)生凝結(jié)，使蒸氣回到飽和狀態(tài)。在原子核物理研究中觀測(cè)微觀粒子徑跡的“威爾遜云室”就利用了過飽和汽的這一特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先往云室里加少量的酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣，然后使活塞迅速向下運(yùn)動(dòng)，室內(nèi)氣體由于迅速膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài)。這時(shí)如果有射線粒子從室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，這些霧滴沿射線經(jīng)過的路線排列，于是就顯示出了射線的徑跡。

這種云室是英國物理學(xué)家威耳遜（1869～1959）在1912年發(fā)明的，故叫做威耳遜云室．注意：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡，而不是射線本身．閱讀課本P74圖19.3－2甲、乙兩圖：α射線、β射線在云室中的徑跡，比較兩種徑跡的特點(diǎn)，并分析其原因。我們根據(jù)徑跡的長短和粗細(xì)，可以知道粒子的性質(zhì)。把云室放在磁場(chǎng)中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向，可以知道粒子所帶電荷的正負(fù)；根據(jù)徑跡的曲率半徑的大小，還可以知道粒子的動(dòng)量的大小。

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1972年我國云南宇宙射線實(shí)驗(yàn)站，就是利用建在3200米高山上的大型磁云室裝置，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量是十倍質(zhì)子質(zhì)量的重粒子2．氣泡室-----高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測(cè)設(shè)備

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閱讀課文，比較氣泡室的原理同云室的原理教材中圖19.3－3為粒子經(jīng)過氣泡室時(shí)的徑跡照片，人們根據(jù)照片上記錄的情況，可以分析出粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況．控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，因此液體過熱，在通過室內(nèi)射線粒子周圍就有氣泡形成。氣泡室在觀察比較稀少的碰撞事件時(shí)是有很大優(yōu)點(diǎn)的。液體中原子擠得很緊，可以發(fā)生比氣體中多得多的核碰撞，而我們將有比用云室好得多的機(jī)會(huì)來攝取所尋找的事件。注意：我們運(yùn)用了類比和比較的方法來分析未知的知識(shí)，從而得到新的認(rèn)識(shí)。

3．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器閱讀教材“蓋革—米勒計(jì)數(shù)器”部分的內(nèi)容，回答以下問題：

（1）蓋革—米勒計(jì)數(shù)管的構(gòu)造如何？（2）蓋革—米勒計(jì)數(shù)管的基本原理是什么？（3）G—M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)是什么？①G－M計(jì)數(shù)器放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來檢測(cè)放射性是很方便的。

②G－M計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù)，而不能區(qū)分射線的種類。

③G－M計(jì)數(shù)器不適合于極快速的計(jì)數(shù)。G—M計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)：

另外，還有如閃爍計(jì)數(shù)器、乳膠照相、火花室和半導(dǎo)體探測(cè)器等探測(cè)器裝置，利用這些裝置能更精確地測(cè)定粒子的各種性質(zhì)，感興趣的同學(xué)可以查找這方面的資料閱讀．

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，探測(cè)射線的手段不斷改進(jìn)，近年來，由于探測(cè)儀器大都和電子計(jì)算機(jī)直接連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)全過程電子計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理，已經(jīng)使實(shí)驗(yàn)方法高度自動(dòng)化．課后查閱有關(guān)資料，了解更精確的探測(cè)放射線的方法。課堂小結(jié)

1．知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象.2．知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測(cè)到．3．了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原理．隨堂練習(xí)強(qiáng)化鞏固1、云室利用的是射線的什么本領(lǐng)?云室里為什么是干凈的空氣?2、在云室看到的徑