Способы, наблюдения и регистрация заряженных частиц.

⇐ ПредыдущаяСтр 33 из 40Следующая ⇒

В начале ХХ века были разработаны основные методы исследований в ядерной физике и созданы соответствующие приборы. Первым простейшим прибором был экран, покрытый люминесцентным составом. При попадании в него частицы высокой энергии происходит вспышка – сверкание или сцинтиляция, позволяющая зарегистрировать частицу. Первым основным прибором был счетчик Гейгера, изобретенный в 1908 году. Он состоит из металлического цилиндра диаметром около 3-х см и по оси которого протянута металлическая нить. Между нитью и стенками создается напряжение, недостаточное однако для образования самостоятельного заряда. Заряженные частицы образуют ионы в газе и разряд становится возможным, он регистрируется счетным устройством. В наушниках слышен характерный щелчок.

Камера Вильсона изобретена в 1911 году. В камере Вильсона создается пересыщенный пар. ионы образованные заряженной частицей становятся центрами конденсации и след частицы отмечается нитью тумана. Тепловые движения размывают его, но времени достаточно, чтобы наблюдать и сфотографировать. В пузырьковой камере создается перегретая жидкость. Ионы, образованные заряженной частицей, становятся центрами парообразования. По следу частицы жидкость как бы закипает. Современные пузырьковые камеры имеют диаметры до двух метров. Жидкость хорошо гасит скорость частицы, это удобно для наблюдения. Метод толстослойных фотоэмульсий; основан на том, что заряженные частицы действуют на зерна бромистого серебра, поэтому после проявления пленки следы частиц хорошо заметны. Их можно изучать с помощью микроскопа. Чтобы следы были достаточно длинными берутся толстые слои фотоэмульсий.

Радиоактивность.

В 1896 году французский ученый Беккерель обнаружил, что соль урана создает неизвестное излучение обладающее огромной проникающей способностью. Это излучение было названо радиоактивным, а явление - радиоактивностью. На него не влияют ни какие внешние факторы: температура, давление, влажность и т.д. Исследования показали, что в магнитном поле радиоактивное излучение делится на лучи трех видов:

a-лучи – это дважды ионизированные атомы гелия, т.е. ядра атомов гелия.

b-лучи – это летящие с околосветовыми скоростями электроны.

g-лучи – очень короткие электромагнитные волны.

В 1898 году Мария и Пьер Кюри установили радиоактивность тория и в этом же году открыли два новых радиоактивных элемента – радий и полоний.

В 1908 году Резерфорд открыл радиоактивный газ радон.

Радиоактивное излучение возникает при распаде ядер атомов радиоактивных элементов. Если выбрасываются a или b-частицы, ядро переходит в возбужденное состояние и испустив g-квант возвращается в нормальное состояние. Величина, характеризующая быстроту распада радиоактивного изотопа называется периодом полураспада. Период полураспада измеряют временем, в течение которого число атомов радиоактивного изотопа уменьшается на половину.

Понятие о превращении химических элементов. Закон радиоактивного распада.

Для нахождения закона радиоактивного распада будем считать, что в начальный момент времени (t=0) число радиоактивных ядер останется через время равно периоду полураспада . Таким образом:

– закон радиоактивногораспада: число радиоактивных ядер, распадающихся в единицу времени, пропорционально полному числу ядер, оставшихся к данному моменту

N₀ – число исходных ядер;

N – число не распавшихся ядер;

t – время, которое прошло;

Т – период полураспада.

Открытие нейтрона.

В 1930 году немецкие ученые Ботте и Беккер при бомбардировке бериллия a-частицами обнаружили новое излучение, обладающее огромной проникающей способностью. Это были не g-кванты, иначе их энергия была бы неправдоподобно большой.

В 1932 году англичанин Чедвик предположил, что бериллиевые лучи состоят из нейтральных частиц с массой близкой протону. Он назвал их нейтронами. Дальнейшее исследования подтвердили предположение Чедвика. При столкновении с тяжелыми ядрами нейтроны отскакивают, подобно упругим шарикам, при столкновении с легкими ядрами, передают часть своей энергии и замедляются. Хорошими замедлителями нейтронов служат вещества, содержащие водород и углерод, графит, вода, парафин.

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒