Хід роботи

1. Увімкнути лічильний пристрій.

2. Протягом трьох хвилин вимірювати кількість імпульсів N_ф, зумовлених природним фоном. Радіоактивний препарат при цьому має бути закритий свинцевим екраном. Обчислити величину І_ф (І_ф=N_ф/180).

3. Відкрити радіоактивне джерело, протягом трьох хвилин вимірювати кількість імпульсів N₀. Обчислити величину І₀.(І₀=N₀/180).

4. Виміряти товщину поглиначів x і виразити її у метрах.

5. Досліджуваний зразок (метал, дерево, цеглина) розташувати між джерелом радіоактивного випромінювання та лічильником і визначити інтенсивність І_x (І_х=N_х/180).

6. Всі результати занести до табл.7.2.1.

7. Розрахувати  за формулою (7.2.3), використовуючи середні значення І_x, І₀, І_ф та _m за формулою (7.2.4).

Таблиця 7.2.1

Nф, імп	Iф, імп/с	N0, імп	I0, імп/c	Матеріал, його товщина, м	Nx, імп	Ix, імп/c	, 1/м

Контрольні запитання

1. Розкажіть про склад ядра атома.

2. Що називається енергією зв’язку та дефектом маси ядра?

3. Що називається радіоактивністю ?

4. Сформулюйте закон радіоактивного розпаду.

5. Назвіть основні види іонізуючих випромінювань та охарактеризуйте їх.

6. Запишіть правила зміщень для  і  -розпадів.

7. Які механізми взаємодії - випромінювання з речовиною відомі? При яких умовах можливий кожен з цих механізмів взаємодії?

8. Що називається поглинутою, експозиційною, біологічною дозами випромінювання, потужністю дози опромінення?

9. Який фізичний зміст лінійного та масового коефіцієнтів поглинання?

10. Отримати формулу, що дозволяє визначити зв’язок між лінійним коефіцієнтом поглинання  і товщиною матеріалу х.

Глава ііі. Спецпрактикуми Розділ 1. Основи фізики навколишнього середовища Лабораторна робота № 11. Визначення коефіцієнта поглинання світла та концентрації домішок у розчинах

Мета роботи – вивчити поглинання світла забрудненими середовищами; визначити коефіцієнт поглинання та концентрації домішок у розчинах.

Вказівки до виконання лабораторної роботи

Перед виконанням лабораторної роботи необхідно вивчити такий теоретичний матеріал: явища поглинання світла, закон Бугера, особливості поглинання світла розчинами [1, т.1, §6.5; 2, §§ 187,194 – 196, 225,259,261; 4, т.2, §§ 141, 145, т.3, §§ 87-90].

Електромагнітна (світлова) хвиля несе з собою потік енергії, що при взаємодії з частинками речовини поглинається, переходячи в енергію коливання електричних зарядів в атомах та молекулах.

Поглинанням світла називається явище втрати енергії світлових хвиль, які проходять через речовини, внаслідок перетворення енергії хвилі в різні форми внутрішньої енергії речовини, або в енергію вторинного випромінювання інших напрямків та спектрального складу.

В наслідок поглинання світла інтенсивність світла зменшується. Нехай на пластинку товщиною х падає світло інтенсивністю І_о (рис. 11.1). Виділимо в пластинці ділянку товщиною dx. Тоді величина потоку, який поглинається цією ділянкою буде dІ. Величина dІ буде прямо пропорційна потоку І, що падає на ділянку товщиною dх:

,

де k – коефіцієнт ослаблення світлового потоку, або коефіцієнт поглинання.

Знак „ – ” вказує, що інтенсивність світла зменшується (поглинається) при проходженні світла.

Розділивши змінні та інтегруючи, маємо:

,

або

.

Ця залежність носить назву закону Бугера.

Коефіцієнт поглинання світла k залежить від довжини хвилі  (або частоти ) і для різних речовин різний.

Нехай ми маємо монохроматичний потік світла і його інтенсивність після проходження через дану товщину d₁ розчину буде:

. (11.1)

Якщо товщина розчину буде d₂, то:

. (11.2)

Розділивши (11.1) на (11.2), отримаємо:

. (11.3)

Логарифмуючи вираз (11.3), отримаємо:

.

Тоді:

. (11.4)

Коефіцієнт поглинання можна визначити і простіше, якщо відоме значення І₀. Для цього із формули (11.1) знайдемо відношення І₁/І₀:

.

Логарифмуючи цей вираз знайдемо І₀/І₁:

.

Звідси

. (11.5)

Коефіцієнт поглинання розчинів буде залежати від концентрації домішок, які здійснюють поглинання світла:

, (11.6)

де С – коефіцієнт пропорційності; n – концентрація домішок в розчині.

Якщо взяти розчин з відомою концентрацією домішок n₀, то можна визначити концентрацію невідомих домішок в розчинах. Згідно з рівнянням (11.6) для відомої концентрації n₀ та невідомої концентрації n_x відповідно маємо:

та .

Тоді:

. (11.7)