高中物理 模块要点回眸 第11点 三种射线在电场和磁场中偏转的特点素材 沪科版选修3-5（通用） 4页

第11点　三种射线在电场和磁场中偏转的特点 ‎ ‎1．不论是在电场还是磁场中，γ射线总是做匀速直线运动，不发生偏转．‎ 根据这一特点，在电场或磁场中不发生偏转的射线是γ射线．‎ ‎2．α射线和β射线在电场中偏转的特点：‎ 图1‎ 如图1所示，在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子沿电场方向的偏移量大，根据粒子在电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移x可表示为x＝at2＝·()2∝.‎ 所以，在同样条件下β和α粒子偏移量之比为 ＝××＝37.5>1.‎ ‎3．α射线和β射线在磁场中偏转的特点：‎ 如图2所示，‎ 图2‎ 在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且同样条件下，β粒子的轨道半径小，偏转大．‎ 根据qvB＝，得R＝∝.‎ 所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为 ＝××＝<1.‎ 根据上述轨迹特点，即使电场和磁场方向未知，也可以区分射线的种类．‎ 对点例题　如图3所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MM′是荧光屏．实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的是(　　)‎ 图3‎ 磁场方向 到达O点的射线 到达P点的射线 A 竖直向上 β射线 α射线 B 竖直向下 α射线 β射线 C 垂直纸面向里 γ射线 β射线 D 垂直纸面向外 γ射线 β射线 解题指导　由射线的穿透能力可知，α射线不能穿透厚纸板到达荧光屏MM′，因此到达O、P两点射线不可能是α粒子，故A、B错误；根据三种射线的本质可知，γ射线穿过磁场时，不受磁场力作用，故打在O点，则β射线打在P点，根据β射线的偏转方向及左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故C正确，D错误．‎ 答案　C 规律总结　1.三种射线的贯穿本领：α<β<γ.2.γ射线在电场、磁场中不偏转.3.α射线和β射线在电场中偏转方向相反，具体方向要根据其所受的电场力做出判断；α射线和β射线在磁场中偏转方向也相反，具体方向要根据左手定则判断．‎ 在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源．从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图4所示，在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影．‎ 图4‎ ‎(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？‎ ‎(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？‎ ‎(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？(已知：mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝‎0.99c)‎ 答案　(1)两个暗斑　β射线，γ射线　(2)1∶37.5　(3)9.9∶1‎ 解析　(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过上层纸的只有β射线、γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑．‎ ‎(2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑，设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ则 sα＝aα·()2，‎ sβ＝aβ·()2，‎ aα＝，aβ＝.‎ 由以上四式得＝.‎ ‎(3)若使α射线不偏转，‎ qαE＝qαvα·Bα，‎ 所以Bα＝，同理若使β射线不偏转，应加磁场 Bβ＝，‎ 故＝＝9.9∶1.‎