ства і позитивізму. Крім того, цьому індетерміністському тлумачен ню атомних явищ протистоїть механістичний матеріалізм. Цю кон цепцію критикували також з позицій діалектичного матеріалізму такі фізики, як С. І. Вавилов, В. О. Фок, Д. І. Блохінцев та ін.
Мікрочастинка (електрон, протон та ін.) відрізняється від макро скопічних тіл не лише масою і розмірами, тобто мікрочастинку не можна вважати малою копією великого тіла. Перехід від явищ макро світу до атомних явищ не зводиться лише до зменшення масштабу, а супроводжується істотними якісними змінами. Багато ідеалістичних висновків у квантовій механіці зумовлені тим, що ця істотна влас тивість мікрочастинок відкидається. Розглядаючи мікрочастинку як малу копію великого тіла, деякі фізики вважають, що в кожний момент часу ці частинки мають визначені координати, швидкості, але ми не можемо одночасно визначити ці фізичні величини. Таке уявлення обмежує можливості пізнання і веде до агностицизму.
Звичайно, квантова механіка не є істиною останньої інстанції. Вже тепер відомо чимало фактів, які потребують побудови більш доскона лої теорії. Проте квантова механіка і в сучасному її вигляді, безумов но, відображає об’єктивну реальність. Якісно нові особливості влас тиві самим мікрочастинкам і характеризують не нестачу наших знань, а, навпаки, показують, що в пізнанні об’єктивних властивостей су часна фізика зробила крок уперед порівняно з класичною. Відкриття принципу невизначеностей і своєрідних статистичних законів атом них явищ, про які в класичній фізиці не могло бути й мови, означає наступний крок у пізнанні об’єктивних закономірностей природи.
Фізики-індетерміністи не відрізняють механістичного детермініз му від принципу причинності, ототожнюють принцип причинності як загальний принцип з його окремим вираженням у вигляді динаміч них законів. Вони протиставляють закономірності поодиноких явищ статистичним закономірностям або причинну обумовленість тлума чать як статистичне середнє хаотичних елементарних явищ, ототож нюють випадковість із безпричинністю. Крім того, виходячи з ідеаліс тичного розуміння причинності як своєрідної організуючої діяльності нашої свідомості, вони вбачають у причинності, закономірності, не обхідності дещо, створене розумом, а не причинність, закономірність і необхідність явищ природи, що відображається з розвитком науки й практики все повніше і точніше.
Незнання діалектики, діалектичного вчення про відносну і абсо лютну істину, а також фетишизація математики призводять нині до абсурдних висновків про зникнення матерії, про меншу реальність мікрооб’єктів, про неможливість пізнання природи тощо.
Нове, що внесла квантова механіка в поняття причинності в при роді, полягає у визнанні того, що рух неперервний і одночасно перерв ний, що речовина перервна і одночасно неперервна. У квантовій ме ханіці це приводить до того, що її закони виражаються через нові
поняття, які відображають явища, невідомі доквантовій фізиці. Всім своїм змістом квантова механіка підкреслює, що потрібно розгляда ти в єдності закономірності поодиноких явищ і їх сукупностей. Отже, квантова механіка відображає протилежності, що проявляються в мікросвіті і виступають в діалектичній єдності для мікрочастинок — це їхні корпускулярні та хвильові властивості.
Діалектичний матеріалізм давно вже довів обмеженість лапла сівського детермінізму і вказав шлях до подолання цієї обмеженості — шлях узагальнення поняття причинності, в якому необхідність і ви падковість не були б взаємовиключними протилежностями. Понят тя «ймовірнісної причинності» випливає з узагальнення квантової механіки і є основою загальних ідей діалектичного матеріалізму. З погляду ймовірнісної причинності, питання про попадання електро на в певне місце екрана (пошуки причин, які б дали змогу одночасно на нього відповісти) порушене некоректно. Поведінка електрона має принципово ймовірнісний характер, об’єктивно не існує однозначного (або динамічного) закону, який керував би його поведінкою. І в цьо му немає нічого несумісного з матеріалізмом, хоч є багато такого, що несумісне зі звичайними уявленнями, і, зокрема, з уявленнями про динамічну причинність.
Квантова механіка, стверджуючи ймовірнісну причинність, зовсім не відкидає однозначного зв’язку взагалі. Основне у квантовій ме ханіці рівняння Шредінгера дає змогу однозначно обчислювати за початковими значеннями Ψ-функції її значення в будь-який наступ ний момент. Проте фізична суть Ψ-функції полягає в тому, що вона (квадрат її модуля) виражає ймовірність знаходження мікрооб’єкта в певній точці простору. Тому рівняння Шредінгера фіксує одно значний зв’язок, але не подій, що не відбулися, а потенціальних можливостей та ймовірностей, що виражають їх. Однозначний на рівні потенціальних можливостей зв’язок виявляється ймовірністю на рівні реалізованих можливостей, тобто на рівні подій, що відбу лися. В цьому й полягає єдність однозначності й статистичності (ймо вірнісного характеру) в квантовій механіці.
В останніх своїх працях Н. Бор розглядав статистичний характер квантово-механічного формалізму як природне узагальнення детер міністського описання класичної фізики. Він підкреслив відмінність між причинністю і детермінізмом (у дусі лапласівського ідеалу абсо лютної детермінованості). Н. Бор тут не заперечує причинності як відношення між причиною і дією, а, навпаки, зазначає, що в кван товій механіці вона зберігається. Критерій причинності, виражений у механістичному детермінізмі, непридатний до квантово-механіч них об’єктів. Квантова механіка відкидає детермінізм лише лапласів ського типу (механістичний детермінізм), але вона не суперечить принципу причинності в такому розумінні, яке випливає з діалек тичного матеріалізму.
Отже, квантово-механічне розуміння причинності докорінно відрізняється від розуміння причинності в класичній механіці. Ке руючись принципом невичерпності рухомої матерії, можна передба чити неминучість пізнання причинності, якій підпорядковані мікро об’єкти. Багато ще треба зробити для удосконалення наших уявлень про причинність, підвищення точності та всебічності у віддзерка ленні за допомогою понять об’єктивних причинних зв’язків.
16.8. Динамічні і статистичні закони
Із розвитком фізики поряд з динамічними законами (механіки Ньютона) було встановлено статистичні закони. Під динамічними законами розуміють не лише закони динаміки, а й всі закони, що характеризують поведінку індивідуальних об’єктів. Статистичні за кони, навпаки, є законами поведінки сукупності об’єктів або подій. При цьому конкретний вигляд законів — механічних чи електро магнітних — значною мірою неістотний, він відступає на задній план. Динамічний закон розглядався як первинний, а відкриття його сприй малось як вищий етап пізнання. Статистичний закон розуміли двоя ко: або як деякий сурогат «істинного» (динамічного) закону, який виникає лише в результаті нашої нездатності враховувати всі факто ри, що належать до цього явища, тобто внаслідок обмеженості нашо го пізнання, або як своєрідний тип об’єктивних закономірностей (а не тільки сурогат «істинних» законів), що керують поведінкою вели ких сукупностей об’єктів. Проте в обох випадках статистичні закони розглядаються як вторинні, похідні від динамічних, з яких вони виводяться, коли замість окремого об’єкта береться їхня велика сукуп ність. Це підтверджувалося успіхами класичної статистичної механі ки. На основі припущення, що окрема молекула підлягає динаміч ному закону (другому закону Ньютона), виводились статистичні за кони поведінки великих сукупностей молекул. Отже, властивий кла сичній фізиці тип відношення динамічних і статистичних законів може бути виражений на основі такого положення: динамічні зако ни первинні, статистичні — вторинні, похідні від перших. За статис тичними завжди стоять відповідні їм динамічні закони. В класичній фізиці статистичні закони хоч і застосовуються, але лише як замін ники істинних динамічних законів. Статистичні закони мають, так би мовити, динамічний еквівалент, що зберігається в скарбниці пізнання.
Квантова механіка змусила переглянути погляди на співвідношен ня динамічних і статистичних законів. Статистичні закони в кван товій механіці вже не спираються на динамічні закони (принаймні ці закони нам невідомі).
Усі успіхи у фізиці XX ст. були досягнуті не в пошуках динаміч них законів мікрооб’єктів, а саме в послідовному проведенні прин
ципів ймовірнісного описання їх. Категорія ймовірності відіграє в науці всезростаючу роль і тісно пов’язується з пізнанням внутрішніх властивостей, з розкриттям внутрішньої структури відносно елемен тарних об’єктів. Тільки там, де можна не враховувати внутрішню структуру, мають силу динамічні закони. Врахування внутрішньої структури, аналіз різноманітних можливостей неодмінно пов’язаний із введенням ймовірностей і застосуванням ймовірнісних методів. Якщо співвідношення динамічних і статистичних законів розгляда ти на основі квантової механіки, то вони виявляться протилежними класичній фізиці. Класичний тип співвідношення цих законів має силу, оскільки беруться різні форми руху матерії, як це є у випад ках класичної механіки Ньютона і статистичної механіки. Тут ста тистичні закони виводяться на основі динамічних законів, але ті й другі стосуються різних сфер явищ: перші описують механічні рухи, а другі — теплові. Картина буде іншою, якщо розглядатимемо співвідношення динамічних і статистичних законів у межах тієї са мої предметної сфери. Тоді часто навіть у межах класичної фізики статистичні закони дають більш глибокі відомості про дійсність, ніж відповідні динамічні закони. В цьому можна переконатися, якщо взя ти термодинаміку і статистичну термодинаміку або класичну макро скопічну електродинаміку (теорія Максвелла) і класичну мікроско пічну електродинаміку (електронна теорія). Другі члени цих пар ста новлять статистичні теорії, і вони глибше описують ці предметні сфери, ніж перші члени, які належать до динамічної теорії.
Оскільки статистичний тип співвідношення виявляє себе при роз гляді квантових теорій, то можна виділити такі пари теорій: 1) кла сична і квантова механіки; 2) класична і квантова теорії випроміню вання (квантова електродинаміка); 3) релятивістська механіка і реля тивістська квантова механіка. Теорії, названі першими, є динаміч ними, другі — статистичними, за допомогою яких часто можна більш ґрунтовно вивчати відповідні об’єкти.
Динамічні закони абстрагуються від випадковості, вони виража ють безпосередню необхідність і тому дають відображення дійсності з точністю до нехтування випадковістю. Статистичні закони вира жають об’єктивну необхідність в її нерозривному зв’язку з випадко вістю, вони не нехтують випадковістю, а розглядають її як форму виявлення необхідності. Отже, співвідношення динамічних і статис тичних законів обґрунтовує концепцію ймовірнісної причинності. Це розширення уявлень про причинність пов’язане з діалектичною єдністю статистичних і динамічних закономірностей, коли випад кові події, статистичні закономірності виступають як форма вияв лення і доповнення динамічних закономірностей.
Динамічні закони є абстракцією деякого виду залежності, яка характерна для поодиноких об’єктів за певних умов, тоді як статис тичні закони є абстракцією істотних зв’язків деякої сукупності. Ста
тистичні закони є не менш об’єктивними і точними, ніж динамічні. Динамічні закони проявляються там, де роль випадковості незначна і нею можна знехтувати, де необхідність збігається з однозначною причинною обумовленістю, де попередній стан безпосередньо поро джує наступний. Динамічні закони дійсні для кожного окремого яви ща, що входить до цієї системи.
У світі немає абсолютно автономних процесів, існує закономірність такого типу, що не детермінує поведінку відповідного конкретного індивідуального явища, а виходить за його межі і зумовлює взаємо дію ряду випадкових явищ. Інакше кажучи, не можна ігнорувати роль випадковостей. Випадкові явища та ознаки також виникають і зникають з певною регулярністю, але ця регулярність або зако номірність є не однозначною, а статистичною, тобто діє не в межах одного певного явища, а розподілена в сукупності явищ як стійка тенденція зміни системи однорідних явищ.
Методологічний аналіз порівняльної цінності статистичних та динамічних законів дає змогу пояснити тенденцію до розширення значення статистичних законів у сучасній фізиці.
До появи квантової механіки вважали, що поведінка індивідуаль них об’єктів завжди підлягає динамічним законам, а поведінка су купності має статистичний характер. Проте досвід засвідчує, що за кони поведінки як сукупності, так і окремих частинок можуть бути статистичними.
Динамічні закони є першим етапом у процесі пізнання навко лишнього світу, статистичні — більш досконало віддзеркалюють об’єк тивні зв’язки в природі і є вищим етапом пізнання. Не можна ствер джувати, що відомі статистичні закони ґрунтуються на динамічних, що динамічні закони є первинними. Динамічний зв’язок може існу вати тільки локально, тобто між окремими станами системи, які розділені досить малими проміжками часу. Поведінка навіть однієї частинки в статистичній системі не підлягає динамічній законо мірності, якщо розглядаються досить великі часові інтервали.
Статистичні закони не є випадковими. Як і будь-які інші закони, вони відображають необхідні зв’язки в природі. Головна відмінність статистичних законів від динаміки полягає у врахуванні випадково го. Як динамічні, так і статистичні закони віддзеркалюють необхідні зв’язки. Проте, на відміну від динамічних, у статистичних законах необхідність проявляється діалектично, в нерозривному зв’язку з ви падковим. Необхідність, яка в статистичних законах виступає як се реднє незліченної множини миттєвих випадкових станів, в динамічних законах розглядається як дещо точно і однозначно визначене. Факт, що сучасні фундаментальні фізичні теорії є статистичними і містять як наближення динамічні теорії, свідчить про віддзеркалювання ста тистичними теоріями необхідних зв’язків. Необхідне й випадкове в об’єктивних процесах відображається в статистичних законах.
Отже, перехід від фізики макросвіту до фізики мікросвіту супро воджується зростанням ролі ймовірнісних методів. Проте поняття ймовірності вводиться до квантової механіки не через відсутність або недостатність знання, а як віддзеркалювання особливостей стану мікрооб’єктів.
Ось чому в квантовій механіці не можна застосовувати детермінізм Лапласа, який враховує лише необхідність і заперечує випадковість. Непридатність лапласівського детермінізму до явищ мікросвіту не є запереченням принципу причинності взагалі, а тільки свідчить про те, що зв’язки і залежності явищ природи набагато багатші, ніж ті, які узагальнені лапласівським детермінізмом.
Устатистичних процесах причинність проявляється інакше, ніж
удинамічних. Тут початковий стан системи визначає її наступні стани не однозначно, а лише з деякою ймовірністю, як усереднення випад кових тенденцій.
Ймовірнісно-статистичні закони так само, як і будь-які інші нау кові закони, можуть давати правильне передбачення. Проте вони, звичайно, передбачають і елемент невизначеності, проблематичності, який притаманний їм не більше, ніж іншим законам.
Контрольні запитання і завдання
1.Що таке довжина хвилі де Бройля?
2.Як за допомогою формули де Бройля можна дістати умову стаціонарності елек тронних орбіт за Бором?
3.У чому полягає суть досліду К. Девісона і JI. Джермера з експериментального підтвердження хвильових властивостей електронів?
4.Розкрийте фізичний зміст у рівнянні Шредінгера величин Ψ та ΙΨΙ .
5.Щ о таке тунельний ефект? Чи можна його пояснити ґрунтуючись на корпус кулярних уявленнях?
6.Як правильно розуміти співвідношення невизначеностей Гейзенберга? Чи за лежить це співвідношення від можливостей експериментальної техніки, точ ності її вимірювань?
7.У чому полягає принципова відмінність причинності в мікросвіті від детермі нізму Лапласа?
8.Динамічні і статистичні закони. Вони виключають чи доповнюють одні одних?
_____________ Частина 6____________
ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА І ЕЛЕМЕНТАРНИХ ЧАСТИНОК
Методи реєстрації та прискорення заряджених частинок. Атомне ядро та його властивості. Енергія зв'язку атомного ядра. Моделі атомних ядер. Природна та штучна радіоактивність. Ядерні реакції поділу та термо ядерного синтезу. Ядерні реактори. Біологічна дія йонізуючого випроміню вання. Корпускулярно-хвильовий дуалізм речовини. Космічне випромінювання і відкриття елементарних частинок, античастинки та антиречовина. Взає моперетворення елементарних частинок — основа сучасної атомістики.
Гіпотеза кварків. Квантова хромодинаміка. Сучасні проблеми об'єднання різних видів взаємодії. Фізична картина світу та її роль у розвитку фізики.
Розділ 17 ФІЗИКА АТОМНОГО ЯДРА
17.1.Розвиток фізики атомного ядра
У1896 р. А. Беккерель відкрив перше суто ядерне явище — радіо активність урану. П. Кюрі та М. Кюрі провели ряд досліджень, ре зультатом яких стало відкриття нових радіоактивних елементів — радію і полонію, які мають значно більшу активність, ніж уран. За допомогою методів сцинтиляцій, йонізаційної камери, камери Вільсона М. Кюрі, П. Кюрі, Е. Резерфорд, Ф. Содді та інші дослідники зробили важливі відкриття. Вони встановили три типи радіоактив них випромінювань (α, β, γ), довели, що а- і β-випромінювання по в’язані з перетворенням атомів одного хімічного елемента в інший (перехід Ζ —>Ζ - 2 при α-випромінюванні; Ζ —>Ζ +1 при β-випромі- нюванні). Внаслідок спостереження радіоактивних перетворень з’я сувалось, що існують речовини, які мають різні радіоактивні влас тивості (тобто їхній розпад відбувається по-різному), але абсолютно тотожні за своїми хімічними властивостями. їх не можна розділити жодним з відомих хімічних методів. На цій підставі Ф. Содді 1911 р. припустив можливість існування елементів з однаковими хімічними властивостями, але таких, що відрізняються за іншими ознаками, зокрема радіоактивністю. Ці елементи мають перебувати в одній і
тій самій клітинці періодичної системи Д. І. Менделєєва. Ф. Содді назвав їх ізотопами, (тобто такими, що займають однакові місця). Припущення Ф. Содді дістало блискуче підтвердження через рік, коли Дж. Томсон виміряв маси йонів неону за методом відхилення їх в електричному та магнітному полях.
На підставі дослідів з розсіяння α-частинок Е. Резерфорд дійшов висновку (1911 p.), що позитивний заряд атома концентрується в дуже малому порівняно з розмірами атома об’ємі. Цим було доведе но безпідставність статичної моделі атома Дж. Томсона. Е. Резер форд запропонував планетарну модель атома. Її доповнив Н. Бор, який на основі планківської ідеї про кванти енергії сформулював відомі постулати, які визначили основні властивості електронної оболонки атома.
У 1919 p. Е. Резерфорд вперше перетворив одне стабільне ядро в інше. Він спостерігав, зокрема, опромінюючи α-частинками азот, ядерне перетворення азоту в кисень, що супроводжується викидом протона. Ці роботи Е. Резерфорда поклали початок штучного пере творення атомів. Такі перетворення називають ядерними реакціями.
Визначною подією в фізиці атомного ядра було відкриття (1932 р.) учнем Е. Резерфорда Дж. Чедвіком нової елементарної частинки — нейтрона. Ця частинка має масу, яка практично дорівнює масі про тона, але позбавлена електричного заряду. Д. Д. Іваненко і В. Гей зенберг (незалежно) запропонували тоді само протонно-нейтронну мо дель атомного ядра. На противагу раніш запропонованим моделям ядра з протонів і електронів, які не давали правильного пояснення властивостей атомного ядра, нова модель узгоджувалась з дослідни ми фактами. Згодом для пояснення стійкості ядер припустили існу вання специфічних ядерних сил, які мають обмінний характер. Важ ливим кроком в розвитку теорії ядерних сил була робота японського фізика X. Юкави, який у 1935—1938 pp. розвинув цю теорію, ґрун туючись на уявленні про те, що взаємодія частинок, з яких склада ються ядра протонів і нейтронів, зумовлена обміном мезонами. Аме риканські фізики К. Андерсон і С. Недермейєр 1937 р. при вивченні космічного випромінювання відкрили μ-мезони (мюони). Проте пізніше з’ясувалось, що відкриті ними частинки (мюони) не вступа ють в ядерні взаємодії і, отже, не можуть бути носіями цієї взаємо дії. І лише 1948 р. були відкриті ядерно-активні частинки — π-мезо ни (піони), існування яких передбачив X. Юкава.
Ще з моменту відкриття радіоактивності і з’ясування її природи стало зрозуміло, що атомні ядра містять у собі величезну енергію.
У 1939 р. було зроблено відкриття, яке поставило проблему прак тичного використання енергії атомних ядер. Німецькі вчені 0. Ган і Ф. Штрассманн відкрили реакцію поділу ядер урану на дві майже однакові частини (осколки). Ця реакція відбувається при попаданні нейтрона всередину ядра урану. Реакція поділу супроводжується
виділенням величезної кількості енергії — близько 200 МеВ. Дру гою важливою особливістю цієї реакції є те, що при розпаді ядра урану з нього вилітає кілька нейтронів. Нові нейтрони можуть спри чинити реакцію поділу і, отже, привести до ланцюгової реакції. Це започаткувало використання ядерної енергії.
Порівняно з атомом, теоретичне обґрунтування якого має міцну основу, а труднощі мають лише математичний характер, ядро в бага тьох відношеннях залишилося загадковим. Численні експерименти, проведені в ядерній фізиці, дали змогу встановити досить багато фактів, що пояснюють властивості окремих атомних ядер, особливості взаємодії і перетворення їх. Накопичена інформація дає змогу широко викори стовувати в промислових масштабах як ядерну енергію, так і ядерні процеси, незважаючи на те що сьогодні теорія атомного ядра розвине на набагато гірше, ніж теорія багатоелектронних атомів. Енергія ядер у мільярди разів перевищує хімічну, у стільки само разів є калорійнішим і ядерне паливо.
Відсутність в теорії ядра єдиного підходу якоюсь мірою компен сується багатьма ядерними моделями, які будуються таким чином, щоб якомога повніше описати певне коло явищ.
Ядро — складний об’єкт. У різних випадках воно виявляє неод накові властивості. Тому серед ядерних моделей трапляються такі, які, на перший погляд, взаємно виключають одна одну. Проте всі ці моделі характеризують певне коло явищ не лише якісно, а й кількісно.
Однією з перших у фізиці ядра було розвинено краплинну модель, яка відіграла важливу роль у розвитку уявлень про закономірності ядерних перетворень. В оболонковій моделі ядра припускається, що нуклони створюють спільне ядерне поле, яке має центр і тому діє на кожний нуклон із силою, яка залежить від відстані до цього центра. Більш загальною, ніж краплинна і оболонкова, є узагальнена модель, яку запропонував О. Бор. Оптичну модель ядра використовують, опи суючи взаємодію ядер з частинками, які бомбардують їх. У різних моделях фігурують різні поняття і величини, за допомогою яких пояс нюють уже відомі експериментальні факти і передбачають нові, але зв’язку цих понять з вихідними уявленнями про ядро як систему, що складається з багатьох частинок, або немає, або простежується якісно.
Нині закладено основи нової теорії сильної (ядерної) взаємодії. Вона побудована за зразком квантової електродинаміки, але на більш фундаментальному кварково-глюонному рівні (див. підрозділ 18.11).
17.2.Методи спостереження
іреєстрації заряджених частинок
Перша група реєструвальних приладів (детекторів) ґрунтуєть ся на здатності заряджених частинок і γ-квантів, які проходять че рез газ, йонізувати його.
А К А -
Друга група приладів (фотоемульсійні пластинки, кристалічні лічильники) використовує здатність зарядженої частинки йонізувати кристали броміду аргентуму, що містяться у фотоемульсії, або йонізувати кристали напівпровідника і, отже, різко змінювати його електропровідність,
Третя г рупа приладів (сцинтиляційні та черенківські лічиль ники) використовує флюоресценцію, яка збуджується зарядженою частинкою, або світіння Черенкова при проходженні частинки крізь речовину.
До ч е т в е р т о ї г рупи приладів належать трекові прилади для реєстрування заряджених частинок — камера Вільсона, дифу зійна та бульбашкова камери.
Йонізаційна камера. Найпростіша йонізаційна камера має ви гляд замкненої посудини, заповненої газом при певному тиску, все редині якої між електродами створюється електричне поле. Схему її електричного кола зображено на рис. 17.1 (А, К — електроди йонізаційної камери).
У деяких йонізаційних камерах одним з електродів є стінки ка мери, а іншим — дротяна нитка, яка розташована в посудині.
За звичайних умов газ між електродами є діелектриком, елек тричний струм через нього не проходить. Якщо ж швидка зарядже на частинка пролітає між електродами А і К , то газ у посудині йонізується, тобто в ньому з’являються вільні електрони і позитивні йони. Під дією електричного поля заряджені частинки починають руха тись і в колі виникає йонізаційний струм.
Якщо при сталій інтенсивності йонізуючого фактора збільшувати різницю потенціалів між електродами, то сила йонізаційного струму змінюватиметься. Залежність сили йонізаційного струму від прикла деної напруги (вольт-амперна характеристика) зображено на рис. 17.2. На ділянці ОА сила струму зростає пропорційно прикладеній напрузі U. Подальше зростання напруги на ділянці ВС уже не спричинює збільшення сили струму, оскільки всі йони, що утворилися, досяга ють електродів, практично не зазнаючи рекомбінації. Цей струм на зивають струмом насичення. Сила струму насичення пропорційна інтенсивності йонізуючого фактора — кількості частинок, що потрапляють в йонізаційну камеру.
На ділянці CD знову спостерігається зростання
сили струму зі збільшенням U через те, що елект рони і йони набувають у прискорювальному полі такої швидкості, що при зіткненнях з атомами іJ молекулами газу можуть йонізувати їх. Загальна кількість електронів і йонів зростає лавиноподіб но, різко зростає сила струму, виникає так зване підсилення. При подальшому зростанні U відбу вається електричний пробій газу між електродами.
