高中物理 模塊要點回眸 第11點 三種射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的特點素材 滬科版選修3-5（通用）

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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 在勻強磁場中，α和β粒子沿相反

2、方向做勻速圓周運動，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O點的射線、到達P點的射線與實驗相符的是(　　) 圖3 磁場方向 到達O點的射線 到達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

3、 γ射線 β射線 D 垂直紙面向外 γ射線 β射線 解題指導　由射線的穿透能力可知，α射線不能穿透厚紙板到達熒光屏MM′，因此到達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　1.三種射線的貫穿本領：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

4、暗室的真空裝置中做如下實驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，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)，則兩次所加勻強磁場的磁感應強度之比是多少？(已知：mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，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＝qαvα·Bα， 所以Bα＝，同理若使β射線不偏轉(zhuǎn)，應加磁場 Bβ＝， 故＝＝9.9∶1.