三种探测射线方法的原理（立足中学阶段探测射线的三种仪器）

三种探测射线方法的原理（立足中学阶段探测射线的三种仪器）上面这三种仪器是课本中要求的，大家有一个基本的了解，并且掌握观测它的方法和其中包含的基本原理就可以了。它的工作原理:射线粒子进入管中，使管中气体电离， 产生的电子在电场中加速，撞击气体分子，又使气体分子电离 …… 这样， 一个粒子进入管中，可以产生大量电子，这些电子就会和电源的正极在电路中产生 一次脉冲放电(可以理解成短时间的正负极短路)，利用电子仪器将放电次数记录下来。 优点：G-M 计数器 非常灵敏 ，用它检测射线十分方便。 不足： 不同射线在计数器中产生的现象相同，因此只能用来计数， 不能区分射线种类； 如果同时有大量粒子，或两个粒子向来的时间间隔小于200μs ，计数器也不能区分。接下来看第二种仪器气泡室。也是利用了射线的电离能力。如下图所示，它是由一个密闭容器组成，容器内装有工作液体。显然，这个液体必须是过热液体才行。当射线通过过热液体的时候，就会有气泡产生。和第一种仪器一样，加

前面我们已经阐述了如何探测射线所利用的三种现象，接下来，我们结合课本继续介绍探测射线的三种仪器，他们主要是利用第一种现象的原理，让我们具体来看一下。

首先来看威尔逊云室，如下图所示

它是利用了射线的电离本领。它的主要构造是一个圆筒状的容器，底部是可以上下移动的活塞，最上面的盖子是透明的，里面装有干净的空气，实验的时候加入少量酒精，酒精容易挥发，使容器内的酒精蒸汽达到饱和状态，此时迅速向下移动活塞，根据以前我们所学的知识就可以知道气体对外做功温度下降，容器内的酒精蒸汽达到过饱和状态。工作原理图如下图所示

观察射线在云室中的径迹： a 射线由于它的粒子质量大，所带电荷比较多，所以观察到的轨迹不容易改变方向，并且电离能力特别强，沿着轨迹可以产生数量较多的离子，我们说过了，过饱和蒸汽，如果有干扰，就会形成雾滴，便于观测到。 ß 射线 中的ß 粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少。 γ 粒子 电离能力很弱，云室中一般看不到它的径迹。因此，如果观测到直而粗的径迹就是阿尔法射线，如果是细而弯曲的径迹就是贝塔射线，伽马射线一般观测不到它的径迹，说白了，它的轨迹就是空白的。如果我们在设备周边加上磁场或者电场，根据弯曲方向就可以确认射线所带的电性。在这里，我们特别要注意的是，我们观测到的是射线的运动轨迹，而不是射线本身。

接下来看第二种仪器气泡室。也是利用了射线的电离能力。如下图所示，

它是由一个密闭容器组成，容器内装有工作液体。显然，这个液体必须是过热液体才行。当射线通过过热液体的时候，就会有气泡产生。和第一种仪器一样，加上电场或者磁场就可以判定射线所带的电性。

第三种仪器，盖革—— 米勒计数器，如下图所示

它的工作原理:射线粒子进入管中，使管中气体电离， 产生的电子在电场中加速，撞击气体分子，又使气体分子电离 …… 这样， 一个粒子进入管中，可以产生大量电子，这些电子就会和电源的正极在电路中产生 一次脉冲放电(可以理解成短时间的正负极短路)，利用电子仪器将放电次数记录下来。 优点：G-M 计数器 非常灵敏 ，用它检测射线十分方便。 不足： 不同射线在计数器中产生的现象相同，因此只能用来计数， 不能区分射线种类； 如果同时有大量粒子，或两个粒子向来的时间间隔小于200μs ，计数器也不能区分。

上面这三种仪器是课本中要求的，大家有一个基本的了解，并且掌握观测它的方法和其中包含的基本原理就可以了。

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