11 кл. ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

ИЗУЧЕНИЕ ТРЕКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Оборудование: фотографии треков, два треугольника.

В работе требуется провести определение заряженной частицы, сравнивая фотографии треков, полученных в камере Вильсона.

Движущаяся заряженная частица, попадая в область магнитного поля перпендикулярно линиям магнитной индукции, движется по окружности под действием центростремительной силы Лоренца: . Подставляя значения центростремительного ускорения и силы Лоренца, получим для радиуса частицы: .

Основной визитной карточкой частицы является отношение её заряда к массе – удельный заряд частицы: .

Определение неизвестной частицы осуществляется путём сравнения её удельного заряда с удельным зарядом известной частицы , в данном случае известной частицей является протон. Трек протона обозначен цифрой один, неизвестной частицы цифрой - два.

Поскольку скорости движения частиц одинаковы, и величина магнитного поля тоже, то отношение удельных зарядов будет равно: =. Таким образом удельный заряд неизвестной частицы: .

Радиус кривизны треков определяют следующим образом. На фотографии каждого трека строят две хорды и восстанавливают перпендикуляры к их серединам до пересечения этих перпендикуляров. Точка пересечения перпендикуляров является центром окружности, её радиус измеряют линейкой от центра окружности до трека.

После измерений радиусов рассчитывают удельный заряд частицы и сравнивают с табличными значениями для известных частиц, отвечая, таким образом, на вопрос: какая это частица.

Удельный заряд некоторых частиц	Обозначение частиц	Кл/кг
Электрон		1,76·1011
α-частица		5,0·107
Дейтрон		3,0·107
Изотоп гелия		6,5·107

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.На чём основан принцип работы камеры Вильсона?

2.Почему радиусы кривизны частиц на различных участках различны?

3.Найдите отношение сил Лоренца, действующих на протон и найденную частицу в данной работе.

4.Какую работу совершает магнитное поле на пути движения частицы по треку?