知识全解·吃透教材
知识点1 威尔逊云室和气泡室
一、构造：
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）
二、基本原理：
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。
说明：这种云室是英国物理学家威耳逊（1869～1959）在1912年发明的，故叫做威耳逊云室。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。
三、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。控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成，气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。
气泡室的优点：它的空间和时间分辨率高；工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。
不足之处：那就是扫描和测量时间还嫌太长；体积有限，而且甚为昂贵.

【例1】在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？
解析：因为α粒子带电量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子，过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直。
β粒子带电量少，电离本领较小，在1cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲。
我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。

揭示规律·小试身手
粒子径迹：
① α粒子：由于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，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。
② β粒子：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，而且常常弯曲。
③ γ粒子：γ离子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。

1．关于威耳逊云室探测射线，下述正确的是(    )
A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹
B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线
C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线
D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负

知识点2 盖革一米勒计数器
一、构造：
管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝，管中装有低压的惰性气体（如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa）和少量的酒精蒸气或溴蒸气，在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约1000V），这个电压稍低于管内气体的电离电压。
二、基本原理：
盖革管的原理是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。
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，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读。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。
【例2】下述关于放射线的探测说法正确的是(    )
A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似
B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况
C．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领
D．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质
解析：气泡室探测射线原理与云室类似，不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在碰场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故B选项正确；盖革—米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；由于对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误.
答案：ABC
G-M计数器非常灵敏，用它探测射线十分方便，但是不同射线在计数器中产生的脉冲现象相同，因此只能用来计数，不能区分射线的种类。

①G－M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。 ②G－M计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。 ③G－M计数器不适合于极快速的计数。 ④G－M计数器较适合于对β、γ粒子进行计数。
2．如图所示，x为未知放射源，它向右方发射放射线，放射线首先通过一块薄铝箔P，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的.现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变.多面手再将薄铝箔P移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升，则可以判定x为(    )

A．纯β放射源
B．纯γ放射源
C．α及β放射源
D．α及γ放射源