Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Измерение неизмеримого" -> 24

Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. Измерение неизмеримого — M.: Энергоатомиздат, 1986. — 208 c.
Скачать (прямая ссылка): izmerenieneizmerimogo1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 76 >> Следующая

Однако очень скоро все, чего можно было достичь простыми средствами, было сделано. В результате всестороннего изучения взаимодействия а-частиц с различными ядрами ученые установили, что ядерные расщепления наблюдаются только в случае самых легких элементов. Для расщепления более тяжелых ядер нужны были частицы с большими энергиями, способные преодолеть мощное отталкивание электрического поля ядра. Но в природе нет элементов, при распаде которых получались бы такие частицы. Кроме того, физиков интересовало, как будут вести себя ядра под ударами других частиц, например протонов, которые вообще не возникают при радиоактивном распаде. Значит, нужно было научиться получать такие частицы.
Далее, для точного изучения деталей взаимодействия частиц с ядрами необходимо было регистрировать десятки и сотни тысяч отдельных частиц. Считать такое число вспышек на экране из сернистого цинка было чрезвычайно трудной задачей. Значит, необходимо было изготовить приборы, которые упрощали бы технику наблюдений, освобождали внимание человека для творческой работы и вместе с тем повышали объем и качество получаемой информации (например, фиксировали не только факт появления частицы, но и ее заряд и энергию). Без таких приборов дальнейшие открытия были бы просто невозможны. Рассказу о приборах современной ядерной физики будет посвящена следующая часть книги.
64
ПРИБОРЫ
ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ
Глава 4
РЕГИСТРАЦИЯ
ИОНИЗИРУЮЩЕГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
ЧТО ОЗНАЧАЕТ СЛОВО "НАБЛЮДЕНИЕ"?
Обычно считается, что процесс наблюдения не связан с наблюдаемым явлением и никак на него не влияет. Недаром в разговорной речи часто встречается выражение "наблюдение со стороны", т. е. без вмешательства в наблюдаемое явление, а на съездах и конференциях наблюдателями называют людей, которые смотрят и слушают, но ни во что не вмешиваются.
На самом деле наблюдение никогда не обходится без взаимодействия наблюдателя, с изучаемым явлением. Летящий самолет мы замечаем потому, что наши глаза улавливают отраженные от него лучи света или нам в уши попадают возбужденные им колебания воздуха. И в том, и в другом случае с помощью органов чувств мы регистрируем результат взаимодействия интересующего нас предмета с внешней средой. Если такого взаимодействия нет, то мы ничего и не заметим. Так, если где-нибудь на искусственном спутнике Земли в кромешной тьме безвоздушного космического пространства в двух сантиметрах от лица вышедшего в открытый космос космонавта пролетит со скоростью десятки километров в секунду какой-нибудь метеорит, то космонавт ровно ничего не заметит и так
65
никогда и не узнает, что только два сантиметра спасли его от гибели.
То же самое, естественно, происходит и в мире микрочастиц. Пока частица ни с чем не взаимодействует, она не наблюдаема. Любой процесс регистрации частицы сводится к наблюдению результата взаимодействия ее с веществом, которое осуществляется с помощью специальных приборов, называемых детекторами излучения (латинское слово detector означает обнаруживающий). В детекторах частица, взаимодействуя с веществом, оставляет свой "след", который выявляется, усиливается и благодаря этому становится доступным для восприятия нашими обычными органами чувств.
А теперь познакомимся с основными видами детекторов излучения и прежде всего с теми процессами, на которых основана их работа, т. е. с процессами взаимодействия элементарных частиц с веществом.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
Заряженные частицы (электроны, протоны, а-частицы и другие) посредством электрического поля взаимодействуют в первую очередь с электронами атомов среды, так как вероятность сближения с ядром ничтожно мала. При этом часть энергии летящей частицы передается электрону. В результате при каждом таком столкновении скорость частицы немного уменьшается, а атомы среды возбуждаются или ионизуются, о чем уже шла речь раньше. В процессе ионизации всегда рождаются два иона: отрицательный (улетевший электрон) и положительный (оставшаяся часть атома). Заметим, что заряд каждого иона по абсолютному значению равен единице. Через некоторое время после столкновения ионизованный атом присоединит к себе какой-нибудь блуждающий электрон и снова станет обычным нейтральным атомом; этот процесс, обратный процессу ионизации, называется рекомбинацией ионов. Как при рекомбинации, так и при возвращении возбужденного атома в обычное состояние первоначально затраченная энергия выделяется в виде фотона. А так как на своем пути частица создает тысячи или даже сотни тысяч пар ионов и возбужденных атомов, общее число возникающих фотонов довольно велико. Поэтому при попадании а-частиц на экран из сернистого цинка возникает настолько сильная вспышка света, что ее можно видеть невооруженным глазом.
66
При большом числе столкновений средняя энергия, теряемая на образование одной пары ионов, почти не зависит от типа частицы и ее скорости и определяется только свойствами выбранного вещества. Так, в воздухе на образование одной пары ионов затрачивается количество энергии, равное є « 34 эВ, причем около половины этой энергии идет непосредственно на образование ионов, а другая половина растрачивается на возбуждение атомов среды без ионизации. Зная є и начальную энергию частицы E9 нетрудно подсчитать число созданных ею пар ионов:
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed