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第十九章原子核 第三节探测射线的方法 氦原子核 高速电子流 高能量电磁波 1 10光速 接近光速 光速 弱 较强 很强 很容易 较弱 更小 1 粒子使气体或液体电离 以这些离子为核心 过饱和汽会产生云雾 过热液体会产生气泡2 使照相底片感光3 使荧光物质产生荧光 射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象 一 威尔逊云室 构造 一个圆筒状容器 低部可以上下移动 上盖是透明的 内有干净空气 实验时 加入少量酒精 使酒精蒸汽达到过饱和状态 利用射线的电离本领 a射线在云室中的径迹 直而粗原因 a粒子质量大 不易改变方向 电离本领大 沿涂产生的粒子多 射线在云室中的径迹 比较细 而且常常弯曲原因 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 二 气泡室 高能物理实验的最风行的探测设备 气泡室是由一密闭容器组成 容器中盛有工作液体 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 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 气泡室中带电粒子的径迹 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 但也有不足之处 那就是扫描和测量时间太长 体积有限 而且甚为昂贵 三
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