Портативная акустическая система

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Биржа студенческих
работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Студенческий файлообменник

Студенческий файлообменник

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Лабораторная работа Исследование спектра неона Исследование спектра атомов ртути Физика атома Цепная ядерная реакция деления Биологическое действие ионизирующих излучений

Лабораторная работа по физике. Оптика и строение атома. Элементы физики атома

Руководство к лабораторной работе 320

 Изучение космического излучения у поверхности Земли

Цель работы: изучить космическое излучение, его проис­хождение, состав и свойства; методы регистрации космических лучей; измерить интенсивность космического излучения у поверхности Земли.

 Элементы физики ядра

I. Состав и свойства атомных ядер. Энергия связи ядра.

 Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц показали, что атомы сос­тоят из положительно заряженного ядра и окружающих его электронов. Атомные ядра имеют размеры 10-14 – 10-15 м (размеры атома примерно 10-10 м) и состоят из элементарных частиц - протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны имеют общее название - нуклоны. Протон имеет положительный электрический заряд, равный по абсолют­ной величине заряду электрона е. Заряд нейтрона равен нулю. Заряд яд­ра Ze, где Z - зарядовое число ядра, равное числу протонов и совпадающее с порядковым номером химического элемента в периодической системе Менделеева. В настоящее время известны ядра с от Z=1 до Z=107. Для всех ядер, кроме  и , число нейтронов N≥Z.

Число нуклонов в ядре называют массовым числом А, ядро химического элементах обозначается через Х, где Х - символ химического элемента.

Ядра с одинаковыми Z , но разными А (т.е. с разными числами нейтронов N=A-Z), называются изотопами, а ядра с одинаковыми А, но разными Z – изобарами. Радиус ядра определяется но формуле

,

где R0 =(1,3-1,7) •10-15 м = (1,3-1,7) Ферми (I Ферми = 10-15 м). Объем ядра пропорционален числу нуклонов в нем. Плотность ядерного «вещества» примерно одинакова для всех ядер и составляет ~ 1017 кг/м3 . Ядра атомов имеют собственный момент импульса (спин)  ћ , где I - спиновое квантовое число. Спиновое квантовое числе I складывается из спиновых квантовых чисел входящих в ядро нуклонов (спин нуклона равен 1/2ћ).

Магнитный момент ядра μ равен сумме магнитных моментов нуклонов и вычисляется по формуле μ=γя Lя , где γя – ядерное гиромагнитное отношение. Единицей магнитного момента ядра служи т ядерный магнетон   , где мр - масса протона. Ядерный магнетон в мр/ме ≈ 1836 раз меньше магнетона Бора ( ), поэтому магнитные свойства атомов определяются в основном магнитными свойствами его электронов.

Ядро является устойчивым образованием. Это означает, что между нуклонами существует особое ядерное сильное взаимодействие, не­смотря на отталкивание одноименно заряженных протонов.

Исследования показали, что масса ядра меньше суммы масс составляющих его нуклонов. Следовательно, при образовании ядра должна выделяться энергия, которая по закону Эйнштейну равна ΔW=Δmc2. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на от­дельные нуклоны, называется энергией связи ядра. Она характеризует прочность ядра и равна Wсв. = Δмс2 = (Zmp + (A – Z)mn – mя)с2. Величина Δm = ( Zmp + (A – Z)mn – mя) называется дефектом массы ядра.

  2. Космические лучи и элементарные частицы.

Космическими лучами называют поток атомных ядер и элементарных частиц высоких энергий, идущих из космического пространства. В настоящее время общее число известных элементарных частиц (вместе с анти­частицами) приближается к 400. Интенсивность космического излучения зависит от высоты. Она достигает максимума на высоте h ≈ 25 км, затем уменьшается и остается практически постоянной с h ≈ 50км.За пределами земной атмосферы космические лучи состоят, в основном, из протонов (~90%), ядер атомов гелия и более тяжелых элементов. По сов­ременным представлениям первичное излучение имеет галактическое происхождение. Космические лучи образуются на Солнце и при взрыве сверхновых звезд. 

. Энергия частиц первичного космического излучения составляет 109 - 1019 эВ. Такую энергию заряженные частицы, по одной из гипотез, получают в электромагнитных полях звезд и других космических обра­зований. Магнитное поле Земли искривляет траекторию движения час­тиц, и поэтому лишь ничтожная доля излучения достигает ее поверх­ности. Столкновение частиц первичного излучения с ядрами атомов атмосферы Земли приводит к ядерным реакциям, в результате которых возникают частицы вторичного космического излучения - быстрые протоны, нейтроны, α - частицы, π - мезоны и осколки ядер. При повтор­ных столкновениях частицы вторичного излучения растрачивают свою энергию уже на высоте около,10 км над уровнем моря. Однако часть π - мезонов из-за малого времени жизни (~ 2·10-8 с) успевает испытать распад до того, как они захватываются атомными ядрами. π - мезоны распадаются на мюоны (μ+ , μ-), мюонные нейтрино (), антиней­трино () и γ –кванты:

   

 Значительная часть мюонов, возникающих в верхних слоях атмосферы, достигает Земли, а некоторые из них испытывают распад:

 

 ( - электронные нейтрино и антинейтрино). Вторичное космическое излучение состоит из двух компонентов - мяг­кого, сильно поглощаемого свинцом, и жесткого, обладающего большой проникающей способностью. К мягкому компоненту относятся электроны, позитроны и γ - кванты. Жесткий компонент излучения состоят в основ­ном из мюонов, протонов и мезонов.


Руководство к лабораторным работам Экспериментальные данные о спектрах излучения