Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
По воздействию магнитного поля на излучение радия было установлено, что это излучение является сложным (рис. 154): две часта отклоняются в магнитном поле в разные стороны, а третья совсем не отклоняется. Самый факт описанного воздействия свидетельствует
о том, что составляющие излучения, отклоняющиеся в магнитном поле, представляют собой потоки заряженных частиц, а та составляющая, которая не отклоняется, представляет собой излучение, подобное рентгеновскому, но с. очень малой длиной волны. Эти три части излучения радия были названы о-, р- и -j-лучами. а- и (3-лучи отклоняются в магиитном_ поле, 7-лучи не отклоняются.
Оказалось, что р-лучи отклоняются в магнитном поле в ту же сторону, что и отрицательно заряженные частицы. Определив массу н величину заряда р-частиц, ученые выяснили, что р-лучи представ-
ляют собой поток быстрых электронов, п-лучн отклоняются в ту : сторону, что и положительно заряженные частицы. По измерен) массы и заряда было установлено, что а-лучи — это поток ядер гелия* (почему ядра гелия часто называют а-частицами). I
Так как а- и р-частнцы вылетают из атома, то атом — тело HeJ простое, а обладающее определенной структурой. Атом состоит і ,положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются элек-В троны. Само ядро также представляет собой сложную систему; оної состоит из протонов и нейтро-1 нов. Масса ядра ие равна сумме I масс протонов и нейтронов. При! радиоактивном излучении лроис-^ ходит рас па датомного ядра, т. t I о- и р-частицы испускаются ¦ атомом при распаде вдра. Г Каждый элемент характе-1 ризуется его порядковым номе-1 ром Z в таблице Менделеева 1 и так называемым массовым аде-. F лом М. Массовым, числом назы- I вается целое число, ближайшее 1 к значению атомного веса эле- I мента. Между порядковым номе-' И ром элемента 1, массовым чис- T лом M и чис лом нейтронов в ядр< | N существует простая связь: M= N+Z.
В ходе дальнейшего следования радиоактивности веществ было установлено, что атома порядковый номер эле-результате <
Рнс. 154.
при излучении «-частиц ядром мента уменьшается на две единицы, пада получается новый элемент, обладающий химическими свойствами, соответствующими элементу, который стоит в таблице Менделеева на два номера раньше. Массовое число при этом уменьшается на четыре единицы. При излучении р-частицы порядковый номер элемента увеличивается на единицу, а масса элемента не изменяется. При излучении же f-лучей номер элемента it его масса не изменяются. Приведенная выше закономерность называется законом радиоактивного смещения (закон Содди—Фаянса).
310
§ 134. Способы наблюдения заряженных быстро Д&ижущихся частиц
Заряженные частищл, вылетающие из ядра атома, всегда движутся с большими скоростями. Кроме того, имеются частицы, попадающие на поверхность Земли из космического пространства, которые также движутся с огромными скоростями.
Для изучения свойств заряженных частиц их нужно уметь наблюдать. Существуют различные методы и приборы для регистрации заряженных частиц.
1. Метод сцинтилляций (мерцаний). Этот метод очень прост. Берется трубка с флуоресцирующим экраном Э и лупой Л (рис. 155)— так называемый спинтарископ. Перед экраном помещается радиоактивный препарат Р, например маленький кусочек какой-либо соли радиоактивного элемента. Частицы, вылетающие из этого препарата, ударяются об экран и заставляют его светиться в месте удара. Вследствие этого на экране возникает светящаяся вспышка, которую и наблюдают через лупу.
2. Счетчик Гейгера состоит из металлической трубки Cr в которую через изолирующую пробку В введена игла А (рис. 156). Счетчик включают в цепь, состоящую из иглы А, сопротивления R и батареи Б. Один из полюсов батареи соединен через сопротивление
R с иглой А, другой—с трубкой С. Когда в счетчике нет заряженных частиц, то нет в нем и разряда н вся разность потенциалов V,
Рис. 155.
+--Ih
К регистрирующему прибору
создаваемая батареей Б, приложена между иглой и стенкой труб»* Если обозначить через E э. д. с. батареи Б, то в этом случае, о«в пвдно, U=E. Когда в счетчик через окошко О попадет заряжен пая-частица, то она вызовет разряд.и в цепи пойдет ток І. Тепер уже соотношение между UuE изменится, а именно:,
E=U+ IR,
іде IR — падение напряжения на сопротивлении R. Таким образом, разность потенциалов между нглой и стенкой счетчика будет равна U — E — IR.
Когда ток станет достаточно большим, U будет мало н разряд прекратится. Таким образом, попавшая в счетчик частица вызовет в нем разряд,' который быстро прекратится;
регистрирующий прибор, соединенный со счетчиком, отметит этот разряд, а следовательно, и прохождение частицы.
3. Камера Вильсона представляет собой цилиндрический сосуд, заполненный насыщенным паром какой-либо жидкости (обычно смеси воды и спирта). Вследствие быстрого расширения объема, занимаемого паром, он охлаждается н переходит нз насыщенного в пересыщенное состояние. При этом нужна строго определенная величина расширения, т. е. величина отношения j— , где — начальный объем, V3 — конечный объем. Она зависит от концентрации смеси вода—спирт. Для чистого этилового спирта это отношение равно 1,18, для водяных паров—1,22.
