Логин:   Пароль:  

Соцсети






Автор:
Написал: Amro Дата: 25-Мар-2010
1.g-излучение. По своим свойствам g-излучение подобно рентгеновскому излучению. Как и рентгеновское излучение, оно ионизует воздух, действует на фотопластинку и не отклоняется магнитным полем. При прохождении через кристаллы g-излучение, подобно рентгеновскому, обнаруживает дифракцию. Оба вида излучения тем сильнее поглощаются экранами, чем больше атомный номер вещества экрана.

По проникающей способности g-излучение некоторых радиоактивных веществ значительно превосходит рентгеновское излучение, используемое в медицине и технике. Но проникающая способность (или, как говорят, жесткость) рентгеновского излучения возрастает с увеличением напряжения, ускоряющего электроны. При торможении электронов, ускоренных напряжением в несколько миллионов вольт, образуется рентгеновское излучение, уже не уступающее по проникающей способности наиболее жесткому излучению.

Совпадение всех свойств g-излучения и жесткого рентгеновского излучения доказывает их одинаковую природу. Из предыдущего мы знаем, что рентгеновское излучение является коротковолновым электромагнитным излучением. Следовательно, g-излучение также представляет собой электромагнитные волны, отличающиеся очень малой длиной волны и, следовательно, очень большой энергией квантов. Как и другие электромагнитные излучения, g-излучение распространяется со скоростью света, равной 300 000 км/с, g-излучение и рентгеновское излучение равной длины волны, кроме способа получения, ничем друг от друга не отличаются.

Как показывают измерения, энергия квантов g-излучения различна у различных радиоактивных веществ: наблюдаются g-кванты с энергией от десятка килоэлектронвольт (кэВ) до нескольких мегаэлектронвольт (МэВ); этому соответствует длина волны от 10-10 до 10-13 м.

2. a- и b-частицы. Для установления природы a- и b-частиц существенно измерить заряд и массу отдельной частицы.

Измерение заряда в принципе весьма просто. Нужно независимо измерить заряд Q, переносимый пучком частиц за определенное время, и сосчитать число частиц N, пролетающих за то же время.


Рис. 386. Схема опыта по измерению заряда a- и b-частиц: с) Измерение заряда, переносимого пучком частиц; б) счет числа проходящих частиц. 1 — радиоактивный источник, 2 — диафрагма, 3 — собирающий цилиндр, 4 — электрометр, 5 — счетчик частиц

Опыт по измерению заряда a- или b-частиц может быть поставлен следующим образом (рис. 386, а). Радиоактивный препарат 1, испускающий с постоянной интенсивностью a- или b-частицы, устанавливается перед диафрагмой 2, отверстие которой вырезает узкий пучок частиц. Все частицы, прошедшие через отверстие, улавливаются полым металлическим цилиндром 3, присоединенным к чувствительному электрометру. По отклонению электрометра определяют заряд, внесенный пучком внутрь цилиндра.

Далее, не изменяя положения препарата и диафрагмы, заменяют электрометр и цилиндр счетчиком частиц 5 (рис. 386, б) и сосчитывают число частиц, проходящих через отверстие диафрагмы за время, равное времени измерения заряда. Для счета частиц в этом опыте могут быть применены счетчик сцинтилляций или газоразрядный счетчик, описанные в предыдущем параграфе.

Опытами подобного рода было установлено, что a-частицы несут положительный заряд, равный двум элементарным зарядам. Заряд b-частиц оказался равным одному элементарному отрицательному заряду.

Измерение массы a- и b-частиц оказывается задачей несколько более сложной, чем измерение массы ионов (см. § 198), так как скорость этих частиц неизвестна. Для частиц с неизвестной скоростью опыт по отклонению в магнитном поле не позволяет определить и массу и скорость, но дает лишь некоторое соотношение между ними. Другое такое соотношение может быть получено, если произвести дополнительный опыт по отклонению частицы в электрическом поле. Р
17f0
асполагая двумя соотношениями, связывающими массу и скорость частицы, нетрудно определить каждую из этих величин в отдельности.

Опыт по одновременному определению массы и скорости заряженных частиц может быть поставлен следующим образом (рис. 387). Пучок частиц от радиоактивного источника 1 попадает в узкий зазор между пластинами конденсатора 3, изогнутыми по дуге окружности радиуса r. Сквозь зазор, в котором действует электрическое поле Е, пройдут только те частицы, масса и скорость которых таковы, что под действием этого поля их траектория будет окружностью

Рис. 387. Схема одновременного измерения скорости и массы заряженных частиц: 1 — радиоактивный препарат; 2 — экран со щелью; 3 — конденсатор; 4— диафрагма со, щелью; 5 — фотопластинка; 6 — полюс магнита. Весь прибор помещен в эвакуированный сосуд, не указанный на рисунке

радиуса r. Для этих частиц необходимое центростремительное ускорение v2/r создает электрическая сила qE. Таким образом,
[img]FORMULA 214-1[/img](214.1)
Из конденсатора частицы через щель 4 попадают в однородное магнитное поле В, линии которого перпендикулярны к плоскости чертежа. Описав в магнитном поле полуокружность, частицы попадают на фотопластинку 5 в точке D. После проявления место попадания частиц обнаруживается в виде темной полоски. Измеряя расстояние AD, находят радиус траектории частицы в магнитном поле. Этот радиус r связан со скоростью и массой частицы соотношением (198.1)
[img]FORMULA 214(2)[/img]
Решая это уравнение и (214.1) относительно v и m, нетрудно получить
[img]FORMULA 214(3)[/img]
Измерения, принцип которых указан выше, приводят к следующим результатам. Масса b-частицы совпадает с массой электрона. Заряд b-частицы также совпадает с зарядом электрона. Мы приходим к выводу, что b-частицы есть не что иное, как быстрые электроны, вылетающие из атомов радиоактивного вещества. Скорости b-частиц огромны и доходят до 0,99 скорости света. Соответственно энергия b-частиц доходит до нескольких мегаэлектронвольт.

Масса a-частиц оказывается равной 4 а. е. м. Массой 4 а. е. м. и зарядом +2е обладает ядро атома гелия.

Если a-частицы представляют собой ядра гелия, то замедлившиеся a-частицы должны присоединять к себе электроны и образовывать атомы гелия. Такое явление наблюдал Резерфорд. Он заключил радиоактивное вещество в стеклянную ампулу со стенками настолько тонкими, что все испускавшиеся препаратом a-частицы выходили наружу. Ампула была помещена в толстый сосуд большего объема. Через несколько дней при помощи спектрального анализа было обнаружено во внешнем сосуде присутствие гелия.

Опыт Резерфорда неопровержимо доказал, что a-частицы являются быстродвижущимися ядрами гелия. Скорости a-частиц значительно меньше скоростей b-частиц и лежат в пределах 10 000—20 000 км/с. Кинетическая энергия a-частиц велика: 4—10 МэВ.

В результате столкновений с атомами среды энергия радиоактивного излучения превращается в конечном счете в тепло. Тепловое действие радиоактивного излучения легко обнаруживается калориметрическими опытами.






Похожие страницы :

Комментарии: (0) Рейтинг:
Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.05 секунды