Как регистрируют частицы - Боровой А.А.
Скачать (прямая ссылка):
из пластины (преломленный луч) и при каждом следующем отражении их число, оставшееся в пластине, уменьшается. В конце концов все они окажутся вне пластины. Оценим долю света (обозначим ее Ь), распространяющуюся внутри конуса: Ь = 5сф/<5, где 5сф — часть поверхности сферы радиуса Я, вырезаемая конусом, S — пол-пал иоьерхвость сферы, равная 4яЙ*. Для оценки ыожпо заменить
171
SrJb ~ 25k тогДа
2nR2sm2a
v~ 4яД2 — 2
из условия полного внутреннего отражения
sin а = 1/и и Ъ — 1/2п2 = 0,2.
Внутри пластины останется часть света, равная 1 — Ъ = 0,8 полной интенсивности вспышки.
30. Старания сконструировать такой светопровод не могут привести к успеху. Наибольшее число фотонов, которое можно собрать— 25, т. е. плотность потока света (число фотонов на 1 м2) на фотокатод не может превышать плотность потока, падающего из окна кристалла. Это есть следствие второго начала термодинамика. В противном случае, освещая такой светопровод, мы получили бы на его выходной грани большую температуру, чем на входной, и соединив их термопарой, получали бы эн ргпю от единственного источника, не совершая никакой работы.
д е- 0,15- /о12
31. и= — =-----«0,01В.
с с '
32. Для объяснения надо вспомнить, что космическое излучение состоит из разных компонент. Сначала кривая резко падает — поглощается мягкая компонента, состоящая из электронов и фотонов. Когда эта часть излучения практически поглотилась, что происходит при толщине в 10 15 см свинца, защита перестает столь эффективно работать. Для ослабления ядерной компоненты требуются уже десятки сантиметров свинца.
33. Этот вопрос возник на одной из лекций, когда учащиеся стали перечислять свойства нейтрино, казалось бы, совершенно не объяснимые с точки зрения классических представлений. (Это те представления, к которым мы просто привыкли в силу «классической» методики обучения.) Среди перечисленных свойств было, например, существование спина. Собственный момент импульса нейтрино равен, как и у электрона, 1M. Если у электрона его трудно себе представить, то уж у частицы, не имеющей массы, по словам учащихся, совершенно невозможно.
Может быть, читатель сам продолжит список таких свойств?
34. Полоний следовал за висмутом, а радий — за барием.
35. Кинетическая энергия всех т.„стпц, кроме нейтрино, превращается в тепло. Таким образом, поток нейтрино на поверхности Земли
2TF
/ = Q . ,^дг a 8,8 - W10 нейтрино/(см2. с).
36. В двух первых из перечисленных процессов испускается нейтрино, в последнем — антинейтрино.
37. Приведем это количество в литрах газообразного нодорода при нормальных условиях. Получится около одного миллиона литров.
38. Если считать, что при каждом соударении ион теряет всю дополнительную энергию, которую он приобрел за время свободного движения t в электрическом поле, то средняя скорость дрейфа
172
составит и = Чг at, где а — ускорение движения в доле E однозарядного иона с массой М:
еЕ eEt
a = -jfi- ,ии= ш .
Поскольку t = Mn, то и = еЕ12Мп a 17 м/с, что значительно меньшие, чем скорость теплового движения ионов при нормальных условиях (покажите самостоятельно).
39. Под действием электрического поля в камере поны движутся во много рай медленнее, чем электроны. Поэтому нарастание импульса в течение первого промежутка времени 0 -=- tj обусловлено приводом на анод электронов. После того как все они достигнут анода, нарастание станет определяться скоростью дрейфа ионов (Ji1 -~ Z2). Поскольку величина напряжения за это время не уменьшилась, так как заряженный конденсатор — ионизационная камера —не успевает разрядиться, это означает, что R достаточно велико.
40. При распаде аргона-37 (траектория образовавшегося электрона представляет собой точку. Для гамма-кванта, оставившего в счетчике энергию в виде двух комптоновских электронов с Ке = = 1,4 КэВ каждый (фон), траектория — две точки. Если эти две точки находятся на одинаковом расстоянии от нити счетчика, то разделить импульсы от эффекта и фона по форме их нарастания нельзя. Ведь заряды от двух точек придут к нити одновременно. В общем случае, если траектория фоновой частицы представляет собой несколько иопов, лежащих на прямой, разделение может быть выполнено только в том случае, если эта прямая не параллельна нити счетчика.
41. 1. Более полумиллиона километров. 2. 4.105 оборотов. 3. В 75 раз.
TTl0C2
42. Используя уравнение E «= ¦ ,.,т ,=- и представив
У 1 — (и/с)2 V I тп0с2 Y 1 / moc2 \2
-jp = 1 — (—?г— I ») — -jj- I—?— J (см. решение задачи 25),
получим, что для я_-мезона отличие составляет 6.10-4%, для К--мезона 8-10-3%.
43. Если в начале измерений было JV0 радиоактивных атомов, а в конце осталось N = JV0«-''*, то ва вто время распалось
»ат = - Пф~Цх - И - e'tJx)\
так как 1 месяц 2,8 •1O20 лет, то
t 1
n = /V0 — = 1.4•1O23. 12.2,8.102° = 42'
44. 2.Ю-12 см3.
45. В результате упругого соударения нейтрон может передать протону энергию от нулевой до полной. Этому соответствуют различные углы, под которыми сталкиваются частицы. Поскольку любой угол равновероятен, то и любая передача энергии — равновероятна. Распределение амплитуд импульсов будет непрерывным от 0 до Амакс,
