2015-2016学年人教版选修3-5探测射线的方法(39张)
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(人教版选修3-5)第3、4节 探测射线的方法 放射性的应用与防护
（人教版选修3-5）第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护19.3 探测射线的方法19.4 放射性的应用与防护【重点知识】1．1912年英国物理学家威耳逊发明了威耳逊云室。
2．射线可使气体或液体电离，使照相乳胶感光，使荧光物质产生荧光。
3．原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
4．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
5．1928年由德国物理学家盖革与米勒研制成功了用于探测射线的盖革－米勒计数器。
6．1934年，约里奥—居里夫妇发现了人工放射性同位素。
7．放射性同位素有很多应用，如应用它的射线，或把它作为示踪原子；放射性同位素也有很多危害。
过量的射线对人体组织有破坏作用，同时对水源、空气等也有污染。
【基本知识】一、探测射线的方法1．探测方法(1)组成射线的粒子会使气体或液体，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生，过热液体会产生。
(2)射线能使照相乳胶。
(3)射线能使荧光物质产生。
2．探测仪器(1)威耳逊云室①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子____，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成，于是显示出射线的径迹。
②粒子径迹形状：α粒子的径迹______第 2 页第 3 页种子培育优良品种等。
(2)示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于。
(3)辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，的射线对人体组织有破坏作用。
要防止对水源、空气、用具等的污染。
【课堂例题】例1、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天例2、1993年，中国科学院上海原子核研究所制得Pt。
高中物理 19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护课件 新人教版选修3-5
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(3)优缺点 ①优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很 方便的. ②缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能 用来计数，而不能区分射线的种类.如果同时有大量粒子，或 两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能区分 它们.
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气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室 里装的是液体，如液态氢，而云室里装的是气体.
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二、核反应及核反应方程
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1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
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3.原子核人工转变的三大发现
(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：
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【典例1】用盖革—米勒计数器测定放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
A.A=2，Z=1
B.A=2，Z=2
C.A=3，Z=3
D.A=3，Z=2
【解题指导】解答本题时，可参照以下解题步骤：
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【标准解答】选D.写出核反应方程：AZX+21H 42He+11H， 由质量数守恒和电荷数守恒，列方程A+2=4+1，Z+1=2+1， 解 得：A=3，Z=2，故答案为D.
精选ppt
(1)核反应过程一般都是不可逆的,核反应方程不能用 等号连接，只能用单向箭头表示反应方向. (2)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程 中，一般会发生质量的变化.
(3)优缺点 ①优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很 方便的. ②缺点：它对于不同的射线产生的脉冲现象相同，因此只能 用来计数，而不能区分射线的种类.如果同时有大量粒子，或 两个粒子射来的时间间隔很短(小于200μs)时，也不能区分 它们.
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气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室 里装的是液体，如液态氢，而云室里装的是气体.
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二、核反应及核反应方程
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1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
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3.原子核人工转变的三大发现
(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：
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【典例1】用盖革—米勒计数器测定放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
A.A=2，Z=1
B.A=2，Z=2
C.A=3，Z=3
D.A=3，Z=2
【解题指导】解答本题时，可参照以下解题步骤：
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【标准解答】选D.写出核反应方程：AZX+21H 42He+11H， 由质量数守恒和电荷数守恒，列方程A+2=4+1，Z+1=2+1， 解 得：A=3，Z=2，故答案为D.
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(1)核反应过程一般都是不可逆的,核反应方程不能用 等号连接，只能用单向箭头表示反应方向. (2)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程 中，一般会发生质量的变化.
人教版高中物理选修3-5探测射线的方法 名师公开课省级获奖课件(24张)
【解析】 α 粒子轰击氮核反应产生一个新核并放出质子，入射 的是 α 粒子，所以 B 是 α 粒子的径迹，产生的新核，质量大电离作用 强，所以径迹粗而短，故 A 是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿 作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为 D. 【答案】 D 【方法归纳】 熟记威耳逊云室的原理和径迹，是解决这类问题 的关键．
问题 2 医学上做射线治疗用的放射性元素，应用半衰期长的还 是短的？为什么？
提示： 半衰期短的，因为半衰期短的放射性废料容易处理，并且射线对 人体组织有破坏作用.
3 新课堂· 互动探究 知识点一 探测射线的方法 重点聚焦 1．云室中不同粒子径迹产生的原因
产生原因 α 粒子的 径迹 沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗． α 粒子的质量比较大， 在气体中飞行时不易改变方向． 由于它的电离本领大，
4．人工转变核反应与衰变的比较 (1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原 子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子 核的自发变化，它不受物理化学条件的影响． (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电 荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒.
典例精析 1993 年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的 铂元素的同位素202 78Pt.制取过程如下： (1)用质子轰击铍靶9 4Be 产生快中子； 202 (2)用快中子轰击汞204 Hg ，反应过程可能有两种：①生成 80 78Pt，放 出氦原子核；②生成202 78Pt，放出质子和中子． 202 (3)生成的202 Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞 78 80Hg.写出上 述核反应方程．
2．气泡室 气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液 体，如液态氢。 粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹． 3．盖革——米勒计数器： (1)优点：GM 计数器非常灵敏，使用方便． (2)缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类．
高中物理选修3-5课件 19.3-19.4 探测射线的方法
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
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高中物理课件
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3
探测射线的方法
4 放射性的应用与防护
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
预习交流 1
探测射线还有哪些方法? 答案:如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器 装置,利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质。随着科学技术的 发展,探测射线的手段不断改进,近年来,由于探测仪器大都和电子计算 机直接连接,实现了对实验全过程进行电子计算机控制、计算、数据处 理,已经使实验方法高度自动化。
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护 预习 目标 导航 引导
课堂合作探究 课前预习导学 KEQIAN YUXI KETANG DAOXUE HEZUO T
预习交流 2
在查德威克发现中子之前,有哪些科学家与中子失之交臂? 答案: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 10 MeV 左右,远大于天然放 射物质衰变时发出的 γ 射线的能量。
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高中物理课件
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与 防护
3
探测射线的方法
4 放射性的应用与防护
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预习交流 1
探测射线还有哪些方法? 答案:如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器 装置,利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质。随着科学技术的 发展,探测射线的手段不断改进,近年来,由于探测仪器大都和电子计算 机直接连接,实现了对实验全过程进行电子计算机控制、计算、数据处 理,已经使实验方法高度自动化。
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预习交流 2
在查德威克发现中子之前,有哪些科学家与中子失之交臂? 答案: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 10 MeV 左右,远大于天然放 射物质衰变时发出的 γ 射线的能量。
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人教版高中物理选修3-5第19章 第3、4节 探测射线的方法 放射性的应用与防护课件
第十九章
原子核
第三节 探测射线的方法 第四节 放射性的应用与防护
第十九章 原子核
【素养目标定位】
※ 理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 ※ 了解探测射线的仪器和方法 ※ 了解放射性的应用和防护
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第十九章 原子核
【素养思维脉络】
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1
课前预习反馈
2
课内互动探究
3
核心素养提升
4
课内随堂达标
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第十九章 原子核
知识点 4 人工放射性同位素的应用与防护 1．放射性同位素的定义 有些同位素具有__放__射__性____，叫做放射性同位素。 2．人工放射性同位素的发现 (1)1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3105P。 (2)发现磷同位素的方程：42He＋1237Al―→__31_05_P_＋__10_n______。
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第十九章 原子核
思考辨析
『判一判』
(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。
( √)
(2)G－M计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。( × )
(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
( √)
(4)放射性同位素
30 15
P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获
得。
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第十九章 原子核
3．盖革—米勒计数器 (1)结构见课本 (2)原理： 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体__电__离____，产生的电子在电 场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子__碰__撞____时，又使气体分 子 电 离 ， 产 生 ___电__子___…… 这 样 ， 一 个 射 线 粒 子 进 入 管 中 后 可 以 产 生 大 量 ___电__子___。这些电子到达阳极，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。 (3) 特 点 ： 检 测 射 线 十 分 方 便 ， 但 只 能 用 来 __计__数____ ， 不 能 区 分 射 线 的 种 类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200 μs，G－M计 数器也不能区分它们。
原子核
第三节 探测射线的方法 第四节 放射性的应用与防护
第十九章 原子核
【素养目标定位】
※ 理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 ※ 了解探测射线的仪器和方法 ※ 了解放射性的应用和防护
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第十九章 原子核
【素养思维脉络】
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核心素养提升
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第十九章 原子核
知识点 4 人工放射性同位素的应用与防护 1．放射性同位素的定义 有些同位素具有__放__射__性____，叫做放射性同位素。 2．人工放射性同位素的发现 (1)1934年，约里奥·居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷3105P。 (2)发现磷同位素的方程：42He＋1237Al―→__31_05_P_＋__10_n______。
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第十九章 原子核
思考辨析
『判一判』
(1)威尔逊云室可以显示α粒子和β粒子的径迹。
( √)
(2)G－M计数器非常灵敏，不仅可以计数，还可以区分射线的种类。( × )
(3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
( √)
(4)放射性同位素
30 15
P，即可以通过核反应人工获得，也可以从自然界中获
得。
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第十九章 原子核
3．盖革—米勒计数器 (1)结构见课本 (2)原理： 当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体__电__离____，产生的电子在电 场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子__碰__撞____时，又使气体分 子 电 离 ， 产 生 ___电__子___…… 这 样 ， 一 个 射 线 粒 子 进 入 管 中 后 可 以 产 生 大 量 ___电__子___。这些电子到达阳极，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。 (3) 特 点 ： 检 测 射 线 十 分 方 便 ， 但 只 能 用 来 __计__数____ ， 不 能 区 分 射 线 的 种 类。此外如果同时有大量粒子或两个粒子射来的间隔时间小于200 μs，G－M计 数器也不能区分它们。
度人教版选修35 19.3探测射线的方法 课件(共17张PPT)
9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/142021/9/14Tuesday, September 14, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/142021/9/142021/9/149/14/2021 8:09:53 AM 11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/142021/9/142021/9/14Sep-2114-Sep-21 12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/142021/9/142021/9/14Tuesday, September 14, 2021
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。 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。
复习回顾:
名称 带电 电离 穿透 构成 速度 性 能力 能力
实质
正
强
He 弱 4
能力。
3、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、
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在 一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液 体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液 体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰 撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在 复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形 成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长 大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进 行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得 到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
19-3.4 探测射线的方法 放射性的应用与防护课件 新人教版选修3-5课件
力，对人体和其他生物有很强的杀伤作用
核泄 核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材
漏
料，一旦泄漏就会造成严重污染
医疗 医疗中如果射线的剂量过大，也会导致病人受 照射 到损害，甚至造成病人的死亡
分类例析
密封 把放射源密封在特殊的包壳里，或用特殊方法 防护 覆盖，以防止射线泄漏
距离 距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到 防护 的危害就越轻 防 护
时间 防护
尽量减少受辐射时间
屏蔽 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用 防护 ，铅的屏蔽作用最好
分类例析
探测射线的方法
【典例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．可知有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
借题发挥
射性，二是利用放射性同位素放出的射线．
分类例析
【变式2】 下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的
( )．
A．γ射线探伤仪
B．利用含有放射性碘 131的油，检测地下输油管的漏油情
况
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病
D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的
办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合
分类例析
人工转变核反应与衰变的比较
(1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒
子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发
生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的
影响． (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量 数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．
核泄 核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材
漏
料，一旦泄漏就会造成严重污染
医疗 医疗中如果射线的剂量过大，也会导致病人受 照射 到损害，甚至造成病人的死亡
分类例析
密封 把放射源密封在特殊的包壳里，或用特殊方法 防护 覆盖，以防止射线泄漏
距离 距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到 防护 的危害就越轻 防 护
时间 防护
尽量减少受辐射时间
屏蔽 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用 防护 ，铅的屏蔽作用最好
分类例析
探测射线的方法
【典例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．可知有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
借题发挥
射性，二是利用放射性同位素放出的射线．
分类例析
【变式2】 下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的
( )．
A．γ射线探伤仪
B．利用含有放射性碘 131的油，检测地下输油管的漏油情
况
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病
D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的
办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合
分类例析
人工转变核反应与衰变的比较
(1)不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒
子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发
生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的
影响． (2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量 数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．
人教版高中物理选修探测射线的方法PPT课件
弱
强
接近C 电子流
γ
中 最弱 极强 光子
C 光子流
肉眼看不见射线，那么如何探测射线呢？ 射线中的粒子与其他物质作用时的现象会显示射线的存在 射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象： 放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心， 过饱和蒸汽会产生雾滴，过热液体会产生气泡 使的其他方法
使照相底片感光
使荧光物质产生荧光
［名师课堂教学］人教版高中物理选 修探测 射线的 方法PPT 课件（ 完整版 PPT)
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探测射线的其他方法
另外， 还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测 器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质
照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩 工作液体，气泡随之消失，整个系统就很 快回到初始状态，准备作下一次探测。
［名师课堂教学］人教版高中物理选 修探测 射线的 方法PPT 课件（ 完整版 PPT)
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气泡室的优点和缺点
粒子在云室内的气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精 蒸汽就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹
［名师课堂教学］人教版高中物理选 修探测 射线的 方法PPT 课件（ 完整版 PPT)
威尔逊云室
威尔逊改进过的云室
［名师课堂教学］人教版高中物理选 修探测 射线的 方法PPT 课件（ 完整版 PPT)
气泡室的工作原理
［名师课堂教学］人教版高中物理选 修探测 射线的 方法PPT 课件（ 完整版 PPT)
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀， 由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处 于过热状态，液体不会马上沸腾