Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Измерение неизмеримого" -> 50

Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. Измерение неизмеримого — M.: Энергоатомиздат, 1986. — 208 c.
Скачать (прямая ссылка): izmerenieneizmerimogo1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 76 >> Следующая

Открытие природного реактора ставит перед учеными ряд вопросов, например: не повлияла ли работа реактора на развитие жизни на Земле (ведь он работал как раз в эпоху появления первых одноклеточных организмов)? А может быть, аналогичные реакторы действуют в глубинах Земли и сейчас, "поддавая жару" в вулканические процессы?
В заключение хочется отметить, что открытие природного ядерного реактора хотя и отняло у человека приоритет в осуществлении цепной реакции деления, но ни в коей мере не
133
умалило величие победы человеческого ума: ведь осуществляя первую цепную реакцию, физики еще не знали о существовании природного реактора!
* * *
Итак, мы рассмотрели основные технические средства, которыми вооружены современные физики-ядерщики. Как видно, для исследования свойств ничтожных по размерам частиц потребовалось создать грандиозные сооружения, основанные на новейших достижениях электротехники, радиотехники, металлургии, химии и ряда других наук и технических направлений. При этом можно было отметить следующий парадоксальный, на первый взгляд, факт: чем глубже пытались физики проникнуть в тайны микромира, чем меньше были масштабы явлений, которые они пытались исследовать, тем большие по размерам и параметрам установки им приходилось создавать. Этот парадокс объясняется одним из фундаментальных законов микромира, отражаемым уже знакомым нам соотношением Гейзенберга: Lpkx>h. Чем меньше размер частицы X9 тем меньше должна быть неопределенность при ее измерении Аде и, стало быть, тем больше получаются неопределенность количества движения Ар, а следовательно, и само значение количества движения р и энергия частицы E = у/р2 с2 + ml с4. Поэтому-то и приходится строить ускорители на все большие энергии ускоряемых частиц; значит, увеличиваются и размеры ускорителей.
Теперь нам остается рассмотреть, как мощный арсенал созданных учеными и инженерами технических средств используется при проведении различных измерений.
134
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Глава 8
ИЗМЕРЕНИЕ ЭНЕРГИИ
ОТКЛОНЕНИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ
Об измерении энергии частиц по степени их отклонения в электрическом или магнитном поле уже шла речь в гл. 2 и 3. Из приведенных там формул видно, что отклонение частицы в любом из этих полей зависит сразу от трех ее характеристик: заряда, массы и скорости. Значит, для того чтобы определить одну из этих величин, нужно знать две другие.
Однако вовсе не обязательно каждый раз заново определять все параметры частицы. Очень часто заранее известно, с какими частицами нам придется иметь дело. Так, при изучении радиоактивного распада из заряженных частиц могут встретиться только а-частицы, электроны или позитроны; последние две частицы из-за разного знака заряда отклоняются в любом поле в противоположные стороны, а позитроны и а-частицы хотя и отклоняются в одну и ту же сторону, очень сильно различаются по массам, поэтому отличить их друг от друга не составляет никакого труда. В связи с этим методом отклонения частиц в электрическом или магнитном поле наиболее широко пользуются при измерениях энергий а- и ?-частиц. Существующие для этой цели приборы называются альфа- или бета-спектрометрами.
135
Итак, спектрометр — это прежде всего большой магнит, в поле которого расположена вакуумная камера. С одной стороны камеры находится источник исследуемого излучения I9 с другой-детектор заряженных ча-
Обычно в альфа- и бета-спектрометрах используются магнитные поля, так как работать с ними гораздо проще, чем с электрическими.
Рис. 35. Магнитный спектрометр (пояснения в тексте)
стиц 2 (рис. 35). Камера спектрометра со всех сторон закрывается свинцом, чтобы предотвратить попадание в нее посторонних частиц и защитить счетчик от 7-излучения источника. С помощью специальных диафрагм с маленькими отверстиями выделяется узкий пучок вылетающих из источника частиц. Поэтому мы всегда знаем, что раз частица попала в счетчик, значит, она в магнитном поле, силовые линии которого направлены перпендикулярно плоскости рисунка, летела по дуге окружности вполне определенного радиуса R9 известного из конструкции данного прибора. Зная магнитную индукцию B9 по формуле р = eRB легко найти импульс частицы р, а следовательно, и ее энергию.
При фиксированной напряженности магнитного поля в счетчик могут попадать частицы только одной энергии. Однако, меняя постепенно напряженность поля и измеряя при каждом ее значении число отсчетов счетчика в единицу времени, можно определить, с какими энергиями вылетают частицы из данного радиоактивного вещества и каково относительное число частиц каждой энергии. Результаты этих измерений очень удобно изображать в виде графиков, подобных приведенному на рис. 36. Здесь по оси абсцисс отложена энергия частиц, а по оси ординат - число отсчетов счетчика при каждой энергии. Достаточно только взглянуть на такой график, чтобы сразу стало ясно, что в исследуемом излучении имеются частицы с энергиями 5,34 и 5,42 МэВ, причем вторых примерно в 2,5 раза больше, чем первых. Подобные графики называют обычно энергетическими спектрами частиц; отсюда произошло и название приборов — спектрометры.
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed