Атомна і ядерна фізика

«___»________________201__р.

Лабораторна робота № 11

Тема. Визначення треків заряджених частинок за готовими фотокартками

Робоче місце: кабінет фізики

Тривалість заняття: 2 години

Мета роботи: навчитися аналізувати фотографії треків заряджених частинок, ідентифікувати досліджувану частинку за її треком у камері Вільсона.

Прилади і матеріали: фотографії треків заряджених частинок; трикутник або лінійка; циркуль; аркуш прозорого паперу; олівець.

Підготовка до виконання лабораторної роботи

Здатність швидких частинок іонізувати молекули речовини, яка перебуває в пароподібному стані використав у 1911р. англійський фізик Ч. Вільсон в приладі, який називають камерою Вільсона. Коли в камері пара стає перенасиченою і через об’єм камери пролітає заряджена частинка, то на своєму шляху вона утворює іони, на яких утворюється крапелька сконденсованої пари, тобто частинка залишається собою видимий слід (трек) у вигляді туману. Цей трек можна сфотографувати. Якщо камеру Вільсона помістити у потужне магнітне поле, то можна за викривленням треків частинок визначити їх енергію, знак заряду, а за товщиною треків – заряд і масу частинок.

Дайте відповіді на подані нижче запитання:

1. _{Перелічіть прилади для реєстрації заряджених частинок.}

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Якої форми може бути траєкторія зарядженої частинки у камері Вільсона, що розташована у магнітному полі? Від чого це залежить?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3. Протон і альфа-частинка з однаковою швидкістю влітають у магнітне поле перпендикулярно до напряму індукції магнітного поля. У скільки разів радіус кривизни траєкторії протона відрізняється від радіуса кривизни траєкторії альфа-частинки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Інструктаж з охорони праці на робочому місці

(Інструкція №4 з охорони праці при виконанні лабораторних робіт)

Хід роботи:

1. Розгляньте фотографії треків, рис.1. Трек І належить протону, треки ІІ,ІІІ і IV

– частинкам, які потрібно ідентифікувати. Вектор індукції магнітного поля перпендикулярний до площини фотографії і дорівнює 2,17 Тл. Початкові швидкості всіх частинок однакові і перпендикулярні до напрямку магнітного поля.

2. Накладіть на фотографію аркуш прозорого паперу і перенесіть на нього треки.

3. Для кожного треку проведіть дві хорди і в їх серединах поставте перпендикуляри. На перетині перпендикулярів лежать центри кіл.

Виміряйте радіуси кривизни треків частинок, перенесених на папір, на їх початкових ділянках.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4. Поясніть, чому траєкторії частинок є дугами кіл. Яка причина різниці в кривизні траєкторій різних ядер?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. _{Виміряйте радіуси кривизни на початку і в кінці одного з треків.}

________________________________________________________________________________________________________________________________________6. Поясніть чому кривизна траєкторії кожної частинки змінюється від початку до кінця пробігу частинки?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7. Поясніть причини відмінності в товщині треків різних ядер. Чому трек кожної частинки більш товстий в кінці пробігу, ніж на початку?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Порівняйте питомі заряди частинки ІІІі протона І, знаючи, що початкові швидкості частинки і протона однакові. Відношення питомих зарядів частинок обернене до відношення радіусів їх траєкторій, так як

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Ідентифікуйте частинку ІІІ за наслідками дослідження

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

10. Інші треки належать ядрам дейтерію і тритію. З’ясуйте якому саме ядру належить трек ІІ і IV?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

_{9. Зробіть висновок.}

_{_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________}