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1、
第11點 三種射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的特點
1.不論是在電場還是磁場中,γ射線總是做勻速直線運動,不發(fā)生偏轉(zhuǎn).
根據(jù)這一特點,在電場或磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線是γ射線.
2.α射線和β射線在電場中偏轉(zhuǎn)的特點:
圖1
如圖1所示,在勻強(qiáng)電場中,α和β粒子沿相反方向做類平拋運動,且在同樣的條件下,β粒子沿電場方向的偏移量大,根據(jù)粒子在電場方向做初速度為零的勻加速直線運動,位移x可表示為x=at2=()2∝.
所以,在同樣條件下β和α粒子偏移量之比為
==37.5>1.
3.α射線和β射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的特點:
如圖2所示,
圖2
在勻強(qiáng)磁場中,α和β粒子沿相反方向
2、做勻速圓周運動,且同樣條件下,β粒子的軌道半徑小,偏轉(zhuǎn)大.
根據(jù)qvB=,得R=∝.
所以,在同樣條件下β與α粒子的軌道半徑之比為
==<1.
根據(jù)上述軌跡特點,即使電場和磁場方向未知,也可以區(qū)分射線的種類.
對點例題 如圖3所示,R是一種放射性物質(zhì),虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場B,LL′是一厚紙板,MM′是熒光屏.實驗時,發(fā)現(xiàn)在熒光屏O、P兩處有亮斑,則此時磁場的方向、到達(dá)O點的射線、到達(dá)P點的射線與實驗相符的是( )
圖3
磁場方向
到達(dá)O點的射線
到達(dá)P點的射線
A
豎直向上
β射線
α射線
B
豎直向下
α射線
β射線
C
垂直紙面向里
γ射
3、線
β射線
D
垂直紙面向外
γ射線
β射線
解題指導(dǎo) 由射線的穿透能力可知,α射線不能穿透厚紙板到達(dá)熒光屏MM′,因此到達(dá)O、P兩點射線不可能是α粒子,故A、B錯誤;根據(jù)三種射線的本質(zhì)可知,γ射線穿過磁場時,不受磁場力作用,故打在O點,則β射線打在P點,根據(jù)β射線的偏轉(zhuǎn)方向及左手定則可知,磁場方向垂直紙面向里,故C正確,D錯誤.
答案 C
規(guī)律總結(jié) 1.三種射線的貫穿本領(lǐng):α<β<γ.2.γ射線在電場、磁場中不偏轉(zhuǎn).3.α射線和β射線在電場中偏轉(zhuǎn)方向相反,具體方向要根據(jù)其所受的電場力做出判斷;α射線和β射線在磁場中偏轉(zhuǎn)方向也相反,具體方向要根據(jù)左手定則判斷.
在暗室的真
4、空裝置中做如下實驗:在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中,有一個能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源.從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場,如圖4所示,在與射線源距離為H高處,水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙),經(jīng)射線照射一段時間后兩張印像紙顯影.
圖4
(1)上面的印像紙有幾個暗斑?各是什么射線的痕跡?
(2)下面的印像紙顯出一串三個暗斑,試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比?
(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場,一次使α射線不偏轉(zhuǎn),一次使β射線不偏轉(zhuǎn),則兩次所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少?(已知:mα=4 u,mβ= u,v
5、α=,vβ=0.99c)
答案 (1)兩個暗斑 β射線,γ射線 (2)1∶37.5 (3)9.9∶1
解析 (1)因α粒子貫穿本領(lǐng)弱,穿過上層紙的只有β射線、γ射線,β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個暗斑.
(2)下面印像紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑,設(shè)α射線、β射線暗斑到中央γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ則
sα=aα()2,
sβ=aβ()2,
aα=,aβ=.
由以上四式得=.
(3)若使α射線不偏轉(zhuǎn),
qαE=qαvαBα,
所以Bα=,同理若使β射線不偏轉(zhuǎn),應(yīng)加磁場
Bβ=,
故==9.9∶1.
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