Номер 1, страница 288 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 59. Экспериментальные методы исследования частиц. Ответь на вопросы - номер 1, страница 288.

Условие.

1. По рисунку 205 расскажите об устройстве и принципе действия счётчика Гейгера.

Решение.

Решение 2.

1. По рисунку 205 расскажите об устройстве и принципе действия счётчика Гейгера.

Устройство. Счётчик Гейгера (или счётчик Гейгера-Мюллера) представляет собой газоразрядный прибор для обнаружения ионизирующего излучения. Его основной частью является герметичная трубка, чаще всего в виде металлического цилиндра, который выполняет роль катода (отрицательного электрода). Вдоль оси цилиндра натянута тонкая металлическая проволока, являющаяся анодом (положительным электродом). Трубка заполнена разреженным инертным газом (например, аргоном или неоном) с небольшой добавкой гасящего газа (например, паров спирта или галогенов). Между анодом и катодом прикладывается высокое постоянное напряжение (от сотен до нескольких тысяч вольт), которое само по себе не способно вызвать разряд в газе.

Принцип действия. Когда ионизирующая частица (например, альфа-частица, бета-частица или гамма-квант) пролетает через рабочий объём счётчика, она сталкивается с атомами газа и ионизирует их, создавая на своём пути электрон-ионные пары. Под действием сильного электрического поля свободные электроны начинают ускоренно двигаться к положительно заряженному аноду (нити). Набрав достаточную энергию, они сталкиваются с другими атомами газа, также ионизируя их. Этот процесс многократно повторяется, что приводит к возникновению электронной лавины. Весь этот процесс называется газовым разрядом. В результате в электрической цепи счётчика возникает короткий, но сильный импульс тока. Этот импульс затем усиливается и регистрируется электронной схемой, которая может подавать звуковой сигнал (щелчок) или увеличивать показания на цифровом дисплее. Роль гасящего газа заключается в том, чтобы быстро прекратить (погасить) разряд, после чего счётчик снова готов к регистрации следующей частицы.

Ответ: Счётчик Гейгера — это газонаполненный цилиндр с двумя электродами (нить-анод и сам цилиндр-катод). Его работа основана на явлении ударной ионизации: пролетающая радиоактивная частица создаёт в газе первичные ионы, которые в сильном электрическом поле вызывают лавинный газовый разряд, регистрируемый как электрический импульс.

2. Для регистрации каких частиц применяется счётчик Гейгера?

Счётчик Гейгера является чувствительным прибором, который применяется для регистрации различных видов ионизирующего излучения. Он способен обнаруживать:

• Альфа-частицы ($\alpha$-частицы): Это ядра атомов гелия. Они обладают очень высокой ионизирующей способностью, но малой проникающей способностью. Для их регистрации счётчик должен иметь специальное очень тонкое входное окно (например, из слюды), чтобы частицы могли проникнуть в рабочий объём.
• Бета-частицы ($\beta$-частицы): Это электроны или позитроны. Они обладают меньшей, чем у альфа-частиц, ионизирующей способностью, но большей проникающей силой и регистрируются счётчиком с высокой эффективностью.
• Гамма-кванты ($\gamma$-кванты) и рентгеновское излучение: Это высокоэнергетические фотоны. В отличие от заряженных частиц, они ионизируют газ не напрямую, а косвенно: гамма-квант выбивает электрон из атома материала стенки счётчика или из атома газа, и уже этот вторичный электрон запускает лавинный разряд. Из-за такой косвенной регистрации эффективность обнаружения гамма-излучения у счётчиков Гейгера сравнительно невысока (обычно 1–2%).

Ответ: Счётчик Гейгера применяется для регистрации альфа-частиц, бета-частиц, а также (с меньшей эффективностью) гамма-квантов и рентгеновских лучей.