三种射线的偏转.doc

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1、根据运动轨迹辨别射线在电、磁场中的偏转河北省沧州市第九中学刘永竞《原子物理学》中放射性物质发出的三种射线：α射线、β射线和γ射线在电场和磁场中如何偏转是我们经常遇到的问题。如何根据射线轨迹辨别是哪种粒子在电场和磁场中运动也是这部分经常考查的问题。下面运用计算的方法做一阐述。一．三种射线的区分α射线是带正电的氦核构成的带有正电的粒子流，也就是质子流。从放射性物质放射出来后如果没有加速电场的作用，其速度大约相当于光速的十分之一。β射线是通过原子核的β衰变产生的一种粒子流，其实就是电子流，带负电。其速度接近于光速。γ射线是贯穿本领最强、波长很短的电磁波，不带电，在电场

2、和磁场中不发生偏转。二．三种射线在电场中的偏转三种射线沿垂直电场线方向射入电场时，如图1所示，在电场力的作用下，三种射线由一束分为三束。由于γ射线不带电，在电场中不发生偏转，一直沿原入射方向前进，最终打到图1中的b点。而a、c两条轨迹就是α射线和β射线的运动轨迹，怎样区分哪？在忽略重力的情况下，我们可以近似地把α、β粒子在电场中的运动看作类平抛运动，假设极板的长度为L，α粒子进入电场时的初速度为v1，加速度为a1，质量为m1，电量为q1，运动时间为t1，受电场力作用后的横向位移为s1，；β粒子相应的各物理量分别为v2、a2、m2、q2、t2和s2，根据运动学知识

3、，s1=a1t12=·（Eq1/m1）·L2/v12，同理，s2=a2t22=·（Eq2/m2）·L2/v22；由于α粒子和β粒子的相应关系为q1=2q2，m1=4×1840m2，v1=v2，所以s1/s2=，即底片上的a点应该是α粒子，c点是β粒子，电场的左极板带正电，右极板带负电。三．三种射线在磁场中的偏转三种射线沿垂直于磁感线的方向射入磁场时，如图2所示，在磁场的洛伦兹力的作用，三种射线由一束分为三束。因为γ射线不带电，所以b为γ射线。α粒子和β粒子都是带电体，在磁场中将做圆周运动。由于它们的电性相反，故所受洛伦兹力的方向相反。在未知磁场方向的情况下只能通

4、过射线轨迹偏转的程度来判断哪条路径是α粒子或β粒子的运动轨迹。设α粒子进入磁场时的初速度为v1，电量为q1，质量为m1轨道半径为R1；β粒子的初速度为v2，电量为q2，质量为m2，轨道半径为R2。则R1=m1v1/Bq1，同理，R2=m2v2/Bq2，所以R1/R2=1/368，所以a为α射线，c为β射线，空间磁场的方向为垂直于纸面向外。根据计算，放射性物质发出的三种射线，不论是否垂直射入匀强电场还是匀强磁场，偏转角度或轨道半径大的是β射线，反之为α射线，不偏转的是γ射线。