Рекомендации по организации самостоятельной работы с учебной литературой
Перед началом выполнения расчетно-графического задания необходимо:
1. Повторить теоретические основы раздела физики.
2. Законспектировать кратко основные положения.
3. Повторить материалы лекций по конспекту.
4. Ознакомиться с содержанием расчетно-графического задания.
5. Выписать численные данные, соответствующие вашему варианту.
6. Используя приведенные рекомендации, произвести необходимые вычисления.
7. Представить полученные результаты на проверку.
Пример оформления ргр
Оформление титульного листа см. приложение 1.
Тема «Изучение закона радиоактивности»
Цель: исследовать явление радиоактивности на примере α-частиц, определить массовое и линейное значение пробега в воздухе, оценить коэффициент поглощения ионизирующих частиц.
Приборы и принадлежности: счетчик Гейгера, источник ионизирующего излучения, карандаш, линейка, калькулятор.
Теоретическая часть
Радиоактивность – явление спонтанного превращения ядер изотопов одного химического элемента в ядра изотопа другого химического элемента с испусканием элементарных частиц.
Часть I: Оценка среднего значения пробега -частицы
Например, для α-распада схема выглядит следующим образом:
(1)
При этом выполняется закон сохранения энергии:
W = WK + WO, (2)
где W – полная энергия, выделяющаяся при вылете α-частицы, WK – кинетическая энергия α-частицы, WО – энергия отдачи.
и закон сохранения
импульса:
.
(3)
Решая совместно
(2) и (3), получаем
,
(4)
т.к. масса ядра отдачи m0 >>mα - массы α-частицы, то Wα >>WО, т.е. основную энергию уносит α-частица.
При взаимодействии с веществом часть энергии теряется на ионизацию. Удельная потеря энергии
,
(5)
где
- некоторая константа, J = 13,57·Zα
– среднее значение потенциала ионизации
атомов.
Тогда путь, пробег α-частицы:
(6)
[cм]
(7)
[МэВ]
(8)
(9)
Поскольку dW~
,
то
[г/см2],
(10)
где
- массовое значение пробега, R – линейное
значение пробега.
Часть II: Оценка коэффициента поглощения
При прохождении
ионизирующих частиц сквозь вещество
происходит их поглощение. Характеристикой
поглощения является коэффициент
.
Пусть частицы проходят слой вещества
толщиной dx,
при этом их число убывает на dN.
Величиниа dN
пропорциональна числу частиц N.
Толщина слоя dx,
т.е.
(1)
Разделяя переменные и интегрируя (1) получают закон поглощения:
(2)
где N0 – число частиц у границы вещества, т.е. толщина слоя x=0.