Квантовая физика страницы / Квантовая физика_p057

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ a-ЧАСТИЦ ПО ПРОБЕГУ

В ВОЗДУХЕ

Цель работы: исследование зависимости интенсивности потока α-частиц от расстояния до источника; определение величины пробега и энергии α-частиц.

Методические указания

Альфа-частицы представляют собой дважды ионизованные атомы гелия42 Не , имеют заряд 2е, где е – абсолютная величина заряда электрона. α-частицы состоят из четырех нуклонов – двух протонов (p) и двух нейтронов (n). Спин и магнитный момент равен нулю.

Многие фундаментальные открытия в ядерной физике связаны с изучением α-частиц. Именно при изучении рассеяния α-частиц на металлической фольге Э. Резерфорд в 1911 году сделал вывод о наличии в атоме ядра. Резерфорд экспериментально убедился, что масса атома практически целиком сосредоточена в положительно заряженном ядре, имеющем размер порядка 10–13 см.

Первая ядерная реакция

была также осуществлена с использованием α-частиц в 1919 году. Существует несколько способов получения α-частиц. α-частицы большой энергии возникают при радиоактивном распаде атомных

ядер:

где А – масса ядра, выраженная в атомных единицах массы, Z – заряд ядра, выраженный в единицах заряда электрона.

Энергия α-частиц Еα и период полураспада T1/2 испускающих их ядер связаны соотношением Гейгера – Петтола:

где C и D – константы, зависящие от излучающего вещества. Энергия α-частиц, испускаемых тяжелыми радиоактивными ядрами, имеет значение в пределах (4–9) МэВ. Известно более двухсот α-ра- диоактивных ядер, расположенных в периодической системе элементов в основном после 20782 Pb (свинец).

57