Номер 6, страница 259 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 62. Ядерные силы и ядерные реакции. Вопросы - номер 6, страница 259.

Условие.

6. С помощью каких приборов регистрируют и изучают заряженные частицы?

Решение.

6. С помощью каких приборов регистрируют и изучают заряженные частицы?

Для регистрации и изучения свойств заряженных частиц (таких как энергия, заряд, масса, траектория) используются различные детекторы. Их работа основана на взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом, в первую очередь на его ионизации или возбуждении атомов.

Основные типы приборов:

1. Счетчик Гейгера-Мюллера. Это газонаполненный прибор, который регистрирует сам факт пролета ионизирующей частицы. Когда частица попадает внутрь счетчика, она ионизирует газ, что приводит к возникновению короткого электрического разряда (импульса). Счетчик позволяет определить интенсивность излучения, но не дает информации об энергии или типе частиц.

2. Камера Вильсона (туманная камера). Позволяет наблюдать траекторию (трек) заряженной частицы. Камера содержит перенасыщенный пар (например, спирта). Ионы, образованные частицей на ее пути, становятся центрами конденсации, и вдоль траектории возникает видимый след из капелек жидкости. Помещая камеру в магнитное поле, по кривизне трека можно определить знак заряда частицы и ее импульс.

3. Пузырьковая камера. Действует аналогично камере Вильсона, но рабочей средой является перегретая жидкость (например, жидкий водород). Частица, пролетая сквозь нее, вызывает локальное вскипание, и ее трек становится видимым как цепочка пузырьков пара. Пузырьковые камеры более эффективны для регистрации частиц высоких энергий.

4. Сцинтилляционный счетчик. В основе его работы лежит явление сцинтилляции — свечения некоторых веществ (сцинтилляторов) под действием заряженных частиц. Возникающая световая вспышка улавливается фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) и преобразуется в электрический сигнал. Амплитуда этого сигнала пропорциональна энергии, которую частица оставила в сцинтилляторе, что позволяет измерять энергию частиц.

5. Метод толстослойных фотоэмульсий. Заряженная частица, проходя через специальный толстый слой фотоэмульсии, оставляет скрытое изображение своей траектории. После проявки эмульсии трек становится видимым под микроскопом. Этот метод позволяет с высокой точностью определять траектории частиц.

6. Полупроводниковые детекторы. При прохождении заряженной частицы через полупроводник (например, кремний) в нем образуются электронно-дырочные пары. Внешнее электрическое поле разделяет их, создавая измеряемый электрический импульс, величина которого пропорциональна поглощенной энергии частицы. Эти детекторы обладают высокой точностью измерения энергии.

Ответ: Для регистрации и изучения заряженных частиц используют такие приборы, как счетчик Гейгера-Мюллера, камера Вильсона, пузырьковая камера, сцинтилляционный счетчик, полупроводниковые детекторы, а также метод фотоэмульсий.