14695

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ α-ЧАСТИЦ ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ

Лабораторная работа

Физика

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №22 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ αЧАСТИЦ ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ Ядра некоторых изотопов как естественных так и искусственных могут самопроизвольно превращаться в другие ядра. Такие превращения ядер называют радиоактивным распадом. При испу...

Русский

2013-06-09

53 KB

2 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №22

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ α-ЧАСТИЦ

ПО ВЕЛИЧИНЕ ИХ ПРОБЕГА В ВОЗДУХЕ

Ядра некоторых изотопов, как естественных, так и искусственных, могут самопроизвольно превращаться в другие ядра. Такие превращения ядер называют радиоактивным распадом.

При испускании α-частиц (ядер атома гелия) ядро теряет два протона и два нейтрона. Поэтому у получившегося (дочернего) ядра V1 по сравнению с исходным (материнским) ядром X  массовое число А меньше на четыре, а порядковый номер Z – на два. В соответствие со сказанным, схема α-распада имеет вид:

.

Энергия а - частиц, возникающих при ядер, лежит обычно в пределах от 4 до 8 МэВ (максимум 10,5 МэВ, минимум 1,8 МэВ). При этом имеется тенденция к уменьшению периода полураспада с увеличением энергии α-частиц.

Вообще говоря, ядра одного и того же изотопа могут испускать α-частицы с несколькими строго определёнными значениями энергии. Иначе говоря, α-частицы обладают дискретным энергетическим спектром. Если при α-распаде дочернее ядро получается сразу в основном состоянии, то α-частица при этом испускается с наибольшей возможной энергией. Если же дочернее ядро получается в одном из возможных состояний, то энергия α-частицы оказывается меньше, но дочернее ядро испускает затем γ-кванты.

При прохождении α-частиц через вещество (например, воздух) происходит ионизация молекул (атомов) вещества. При этом α-частицы, двигаясь практически прямолинейно, теряют при столкновениях с молекулами вещества свою энергию и могут потерять её всю при прохождении достаточно толстых слоев вещества.

Число, пар ионов образованных, частицей на единицу длины пути, называется удельной ионизацией. Зная удельную ионизацию и энергию, теряемую α-частицей при образовании пары ионов, легко и потери энергии частицей на единице длины пути ∆Е/∆Х – так называемые удельные ионизационные потери энергии. Согласно формуле Бора

    (2)

где е - заряд электрона, n0 – концентрация электронов в веществе, m - масса электрона;  - скорость α-частицы и ν -средняя частота обращения электронов в атомах данного вещества.

Из последней формулы видно, что при увеличении толщины X слоя вещества удельные ионизационные потери ∆Е/∆Х растут, т.к. падает скорость υ α-частицы.

Однако при малых υ формула Бора не описывает реальную зависимость потерь ∆Е/∆Х от X, т.к. характер взаимодействия α-частиц с веществом в этом случае меняется:

Начинают играть роль процессы перезарядки α-частицы, т.е. Процессы, в которых α-частица захватывает электроны атомов среды вещества и может становиться атомом или однозарядным ионом гелия. Перезарядка α-частиц объясняет резкий спад величины удельных ионизационных потерь в конце пробега α-частиц (рис. 1). 

Энергию, которую имела частица в тот момент, когда она влетала в слой данного вещества, можно найти, если α-частица полностью остановилась в этом слое. Для α-частиц длина пробега R в воздухе при нормальных условиях в зависимости от начальной энергии Е может быть найдена по формуле:

R = 0,32E3/2 ,          (2)

где R выражено в см, а Е в МЭВ.

Практическая часть

Включить прибор в режим счёта, удаляя, α-источник от сцинтиллятора. Провести измерения счёта N частиц с расстояния г = 0 через 1 мм до значения счёта, соответствующего фону. Затем выполнить те же измерения в обратном порядке.

  1.  Определить среднее значение .
  2.  Освободить данные от фона: .
  3.  Построить, график зависимости  и определить пробег R из условия .
  4.  По формуле (2) найти максимальную энергию Е α-частиц.
  5.  Оценить ошибки определения максимальной энергии Е α-частиц.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Широков, Ю.М., Юдин, Н.Л. Ядерная физика. М., 1980.
  2.  Сивухин, Д.В. Общий курс физики. М., 1990. Т.5, часть 2.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54469. Квадратні корені. Перетворення ірраціональних виразів 9.85 MB
  Обладнання: мультимедійний проектор презентація уроку Квадратні корені. Перетворення ірраціональних виразів презентація Історія математичних позначень презентація Багатозначні терміни. Оголошення представлення теми та очікуваних результатів слайди № 1-4 Надання необхідної інформації слайд № 5 Інтерактивна вправа...
54470. Математичне моделювання 39.5 KB
  Усні вправи: Якими математичними поняттями зручно змоделювати зображені предмети з навколишнього середовища слайди № 11-16 Розв’язування прикладних задач слайди № 23-24 Коментарі до розв’язування задач Задача 1. Дана задача прикладна бо в ній говориться про поверхню підлоги – нематематичне поняття. слайд № 25 Задача 2. Це також прикладна задача з практичним змістом.
54471. Використання та розробка мультимедійних ресурсів для навчання школярів 118 KB
  Тому зробимо спробу розібратися в тому що представляє собою урок з використанням мультимедійних засобів навчання та як можна залучити учнів до створення мультимедійних ресурсів сучасного уроку мови та літератури. Розпочинаються вони з того що зміст мультимедійного уроку припускає наявність певного пакету: мультимедійну презентацію; сценарій уроку що деталізує виведення та шляхи реалізації навчальних завдань опис технологічних прийомів; наявність відповідного до уроку дидактичного матеріалу; контрольновимірювальні матеріали що...
54472. Музыка в баснях 47 KB
  Цели:организовать деятельность учащихся на ознакомление с образцами стихотворных литературных произведений о музыке; помочь учащимся целостно представить внутреннюю связь музыки с литературой; создать содержательные и организационные условия для привития навыков восприятия музыки разного характера, умению их анализировать...
54473. Музыка и искусство слова 113 KB
  Цель урока: организовать деятельность учащихся на углубление знаний о роли литературы в музыкальном искусстве; обеспечить применение учащимися знаний о жанрах в литературе и музыке, их взаимосвязи, интонационных режимах, музыкальных произведениях; содействовать осознанию учащимися целостного представления о влиянии литературы на музыкальное искусство; содействовать развитию у детей умения общаться;...
54474. Могут ли музыка и литература жить друг без друга? 42 KB
  Цели: направить деятельность учащихся на обобщение представления о многообразии и богатстве связей между музыкой и литературой их взаимовлиянии и взаимодополнении; содействовать развитию представления школьников о специфике музыкально-образного отражения мира; способствовать формированию интонационно-слухового опыта учащихся развитию вокально-хоровых навыков; способствовать формированию музыкальной культуры учащихся как составляющей духовной культуры; продолжить использовать...
54475. Музыка в рассказах 136 KB
  Верите ли вы в счастье Что такое счастье Приведите примеры посетившего вас счастья Д. А что для всех нас будет общим счастьем на уроке музыкального искусства Д. Правильно воплощение мечты явилось счастьем для мышонка. А для меня счастье – видеть ваши умные глаза добрые лица отзывчивые сердца и искренние улыбки.
54476. Музыка звучит в сказках 235.5 KB
  Цели: организовать деятельность учащихся на углубление изучения темы Музыка в литературных произведениях; помочь учащимся на примере украинской народной сказки подчеркнуть позитивную роль музыки как носителя добра счастья и справедливости в литературных сюжетах; содействовать осмыслению учащихся музыкального образа в литературе в частности в сказках; содействовать развитию у учащихся образного восприятия самостоятельного мышления умения слышать и выделять главное. Музыкальный материал: Б.
54477. Экономические ресурсы. Ограниченность экономических ресурсовЭкономические ресурсы. Ограниченность экономических ресурсов 41.11 KB
  Экономические ресурсы – это все то, чем располагает общество для производства товаров и услуг. Общая величина ресурсов характеризует потенциальные возможности развития экономики. Они являются исходным звеном в процессе производства благ