第3课 探测射线的方法（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（人教版选修3-5）

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第3课 探测射线的方法
备课堂
教学目标：
（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。
重点：根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。
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，学生自学、讨论、交流，多媒体展示。
教学用具：
挂图，实验器材模型，课件，多媒体教学设备。
讲法速递
（一）引入新课：
预习检测：
1．探测方法
(1)组成射线的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾
滴，过热液体会产生气泡．
(2)射线能使照相乳胶感光．
(3)射线能使荧光物质产生荧光．
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，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以
这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．
② 径迹特点
(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：G—M 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．
判断正误：
1．云室和气泡室都是应用射线的穿透能力研究射线的轨迹．(×)
2．盖革－米勒计数器既可以统计粒子的数量，也可以区分射线的种类．(×)
思考：如何利用云室区别射线的种类？
提示：利用射线在云室中的径迹区别，直而粗的为 α射线，细而长的为 β射线．
前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质。但是放射线是看不见的，我
们是如何探知放射线的存在的呢？这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法。
板书：第 1节 原子核的组成
（二）进行新课：
教师引导学生阅读教材 73-74 页的第一部分，思考并讨论：放射线虽然看不见，但我
们根据什么来探知放射线的存在呢？
学生活动：阅读教材并讨论后会回答：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒
子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在。
追问：这些现象主要有哪些呢？
学生：这些现象主要有：
（1）使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡。
（2）使照相底片感光。
（3）使荧光物质产生荧光。
1、威耳逊云室
教师引导学生阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨
论。
提问：
（1）构造是什么？
（2）基本原理是什么？
（3）怎样才能观察到射线的径迹？
学生活动：讨论并选出代表回答问题
（1）威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖
是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹。室内由光源通过旁边的窗子照明。
少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射
入）。
（2）教师引导学生回答，讲清云室实验的基本原理：我们知道，水蒸气遇冷凝结，会
形成很小的雾珠，这时它需要有凝结的核心。云和雾就是这样形成的。如果空气中没有任
何尘埃或离子，水蒸气就是达到过饱和状态，也不能马上凝结。但是如果这时由于某种原
因在空气中产生了离子，那么过饱和的水蒸气就会以这些离子为核心立即凝结成雾珠。离
子是看不见的，可是雾珠是看得见的，因此可以根据出现的雾珠来推测产生离子的情形。
云室就是根据这个原理制成的。
（3）实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅
速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时如果有
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。
强调：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，而不是射
线本身。
课件演示：α、β射线在云室中的径迹，要求学生比较两种径迹的特点，并分析其原因。
学生活动：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。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
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