自然背景辐射
拖动画面旋转云室；滚轮缩放观察敏感层。
α：粗、短、密
β：细、长
e⁻：细、散射、易弯曲
μ：长、直、较淡
Portable Cloud Chamber
便携式云室 3D 课堂教学平台
把看不见的电离辐射变成可观察、可记录、可讲解的课堂实验。
课堂脚本
- 1. 云室为什么能显影？带电粒子电离空气，酒精蒸汽在离子周围凝结成液滴。
- 2. 如何看 α、β、电子、μ？比较径迹的长度、粗细、弯曲、散射和出现频率。
- 3. 磁场为什么改变轨迹？洛伦兹力让带电粒子在敏感层内发生曲率变化。
- 4. 哪些是简化模型？本平台演示方向和相对趋势，不等于真实仪器精密测量。
讲解提示卡
物理读数
径迹清晰度：较好条件适合课堂观察。
β / e⁻ 偏转半径：未开启开启磁场后根据 B、v、q/m 显示趋势。
洛伦兹力方向先选择磁场方向，再观察带电粒子弯曲。
当前粒子α / β/e / μ
实验记录
| 时间 | 温度 | 蒸汽 | 雾化 | 光照 | 粒子 | 磁场 | 判断 |
|---|
学生任务单
模型边界
真实现象 白色径迹不是粒子本身，而是过饱和酒精蒸汽在电离路径附近凝结成的微小液滴。
粒子差异 α 粒子通常粗、短、亮；β 粒子细长；低能电子更容易散射和弯曲；μ 子常呈长直且较淡的径迹。
磁场说明 蓝色线柱表示穿过敏感层的近似匀强磁场方向与强弱，不是粒子轨迹。
45 分钟课堂流程
- 0-5 min情境导入：看不见的粒子如何被间接观察？
- 5-12 min结构识别：观察盖、黑色内壁、侧光、敏感层、冷却底座。
- 12-25 min变量探究：温度、蒸汽、光照与径迹清晰度。
- 25-35 min磁场迁移：B、v 与偏转半径的趋势。
- 35-45 min解释评价：观察事实、物理解释、模型边界。
安全规范
辐射源 中学课堂优先观察天然本底辐射或合规教学源，不使用来历不明放射源。
酒精与低温 注意通风、远离明火，干冰或低温部件必须由教师管理。
平台边界 本应用只做教学模拟与记录，不采集学生隐私，不上传实验数据。
评价量规
观察能描述径迹粗细、长短、弯曲和清晰度变化。
解释能用电离、凝结、洛伦兹力解释现象。
控制变量每次只改变一个参数，并记录条件。
边界意识能区分真实云室、课堂模拟和简化模型。