Номер 2, страница 113 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

2. Каков принцип действия счётчика Гейгера—Мюллера?

2. Каков принцип действия счётчика Гейгера—Мюллера?

Принцип действия счётчика Гейгера—Мюллера основан на явлении ударной ионизации. Счётчик представляет собой газоразрядный прибор, предназначенный для обнаружения и подсчёта отдельных ионизирующих частиц, таких как альфа-частицы, бета-частицы и гамма-кванты.

Основной конструктивный элемент счётчика — это герметичный резервуар (обычно цилиндрической формы), который заполнен инертным газом (например, аргоном, неоном) под низким давлением. Стенки резервуара являются катодом (отрицательным электродом). Вдоль оси цилиндра натянута тонкая металлическая нить, которая служит анодом (положительным электродом). К электродам прикладывается высокое напряжение (порядка нескольких сотен или тысяч вольт), но недостаточное для самостоятельного возникновения электрического разряда в газе.

Процесс регистрации частицы происходит следующим образом:

1. Первичная ионизация: Когда ионизирующая частица попадает внутрь счётчика, она взаимодействует с атомами инертного газа, выбивая из них электроны. В результате образуются пары ион-электрон.

2. Газовое усиление: Под действием сильного электрического поля, созданного между анодом и катодом, первичный электрон начинает ускоренно двигаться к аноду. Набрав достаточную кинетическую энергию, он сталкивается с другими атомами газа и ионизирует их, создавая вторичные электроны. Эти вторичные электроны, в свою очередь, ускоряются и вызывают дальнейшую ионизацию. Этот процесс нарастает лавинообразно и называется газовым усилением или таунсендовским разрядом.

3. Формирование импульса: В результате лавинного процесса к аноду устремляется огромное количество электронов. Это создаёт кратковременный, но мощный импульс тока во внешней электрической цепи, который можно легко зарегистрировать. Каждый такой импульс соответствует одной зарегистрированной частице.

4. Гашение разряда: После того как электроны достигли анода, вокруг него остаётся облако медленных положительных ионов. Двигаясь к катоду, они могли бы выбить из него новые электроны и вызвать повторный, неконтролируемый разряд. Чтобы этого избежать, в инертный газ добавляют специальную "гасящую" примесь (например, пары спирта или галогены). Молекулы этой примеси нейтрализуют положительные ионы, поглощая их энергию и предотвращая вторичную эмиссию электронов с катода. Этот процесс "гасит" разряд и подготавливает счётчик к регистрации следующей частицы.

Регистрирующая электронная схема подсчитывает количество импульсов тока за определённое время, что позволяет судить об интенсивности ионизирующего излучения. Часто эти импульсы преобразуются в характерные звуковые щелчки.

Ответ: Принцип действия счётчика Гейгера—Мюллера заключается в регистрации лавинообразного электрического разряда в газе, который инициируется ионизирующей частицей, пролетающей через рабочий объём прибора. Каждая частица вызывает короткий импульс тока, который подсчитывается регистрирующей аппаратурой.