Номер 1, страница 80 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Самостоятельные работы. СР-59. Экспериментальные методы исследования частиц. Вариант 1 - номер 1, страница 80.

Условие.

1. Каким образом происходит регистрация частиц с помощью счётчика Гейгера?

Решение.

1. Каким образом происходит регистрация частиц с помощью счётчика Гейгера?

Регистрация частиц с помощью счётчика Гейгера основана на явлении ударной ионизации атомов газа под действием пролетающей через него заряженной частицы.

Основным элементом прибора является газоразрядная трубка Гейгера-Мюллера. Она состоит из следующих частей:

• Герметичный, обычно цилиндрический, резервуар, стенки которого являются катодом (отрицательным электродом).
• Тонкая металлическая нить, натянутая по оси цилиндра, которая служит анодом (положительным электродом).
• Инертный газ (например, аргон или неон) под низким давлением, заполняющий трубку. В газ также добавляют небольшое количество "гасящей" примеси (галогены или органические пары).

Процесс регистрации происходит следующим образом:

1. Между анодом и катодом подаётся высокое напряжение, близкое к напряжению пробоя газа, но недостаточное для его самопроизвольного возникновения.
2. Когда ионизирующая частица (альфа, бета или гамма-квант) попадает внутрь трубки, она выбивает электроны из атомов газа, создавая некоторое количество электрон-ионных пар.
3. Под действием сильного электрического поля свободные электроны ускоряются в направлении анода. Набирая энергию, они сталкиваются с другими атомами газа и ионизируют их. Этот процесс повторяется, создавая лавину электронов.
4. Возникает кратковременный, но мощный лавинообразный разряд, который приводит к появлению импульса тока во внешней электрической цепи счётчика. Важно отметить, что амплитуда этого импульса практически не зависит от энергии и типа начальной частицы, поэтому счётчик Гейгера может только считать частицы, но не определять их энергию.
5. Этот электрический импульс усиливается и регистрируется счётным устройством, которое может издавать характерный щелчок, зажигать лампочку или увеличивать число на дисплее.
6. Сразу после разряда "гасящая" добавка в газе помогает быстро прекратить лавину и вернуть счётчик в исходное состояние, готовое для регистрации следующей частицы.

Таким образом, каждая зарегистрированная частица вызывает один электрический импульс, что позволяет вести их подсчёт.

Ответ: Регистрация частиц происходит за счёт ионизации газа внутри счётчика пролетающей частицей. Эта ионизация в сильном электрическом поле вызывает короткий лавинообразный газовый разряд, который регистрируется электронной схемой как отдельный импульс тока.