题目
射线在气体电离室的灵敏体积内分别产生1对和10对电子-离子对时,其输出信号的幅度之比是() A. 1:1B. 1:2C. 1:5D. 1:10
射线在气体电离室的灵敏体积内分别产生1对和10对电子-离子对时,其输出信号的幅度之比是()
- A. 1:1
- B. 1:2
- C. 1:5
- D. 1:10
题目解答
答案
D
解析
考查要点:本题主要考查气体电离探测器的工作原理,特别是输出信号幅度与电离产生的电子-离子对数量之间的关系。
解题核心思路:
在气体电离室中,射线电离气体产生的电子会被阳极快速收集,而正离子因迁移率低通常不参与信号形成。因此,输出信号的幅度与电子的数量直接相关,而每个电子-离子对仅贡献一个电子的电荷量。由此可得,信号幅度与电子-离子对的数量成正比。
破题关键点:
- 明确信号来源:信号由电子的电荷量决定,正离子的贡献可忽略。
- 比例关系:幅度之比等于电子-离子对数量之比。
在气体电离室中,射线电离气体分子产生电子-离子对。每个对包含一个自由电子和一个正离子。由于电子迁移率远高于正离子,电子会被阳极快速收集,而正离子因移动缓慢通常不参与信号形成。因此,输出信号的幅度由电子的总电荷量决定。
设产生$n$对电子-离子对,则阳极收集到的总电荷量为:
$Q = n \cdot e$
其中$e$为基本电荷量。输出信号的幅度与$Q$成正比,因此幅度之比为:
$\text{幅度比} = \frac{n_1}{n_2} = \frac{1}{10}$
结论:输出信号幅度之比为$1:10$,对应选项D。