Лабораторная работа 9. Тема: "Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям".
1. Проанализируйте первую фотографию, на которой изображены треки альфа-частиц в камере Вильсона и ответьте на вопросы:
-В каком направлении двигались альфа-частицы?
-Почему длина треков альфа-частиц к концу пробега немного увеличивается?
-Почему длина треков альфа-частиц примерно одинакова?
-Почему некоторые альфа-частицы оставляют треки только в конце своего пробега?
2. Проанализируйте вторую фотографию, на которой изображены треки альфа-частиц в камере Вильсона, помещённой в магнитное поле и ответьте на вопросы:
-В какую сторону двигалась альфа-частица?
-Почему треки альфа-частиц искривлены?
-Как был направлен вектор магнитной индукции?
-Почему изменяются радиус кривизны и толщина треков альфа-частиц к концу их пробега?
3. Проанализируйте третью фотографию, на которой изображён трек электрона в жидководородной пузырьковой камере, помещённой в магнитное поле, и ответьте на вопросы:
-Почему трек электрона имеет форму спирали?
-В каком направлении двигался электрон?
-Как был направлен вектор магнитной индукции?
-Сделайте вывод: чем отличаются треки частиц, полученные в фотоэмульсии, от треков частиц в камере Вильсона и пузырьковой камере?
4. По фотографии, сделанной в камере Вильсона, помещённой в магнитное полно изучают ядерную реакцию взаимодействия альфа-частицы с атомом азота, впервые осуществлённую в 1919 г. Э. Резерфордом.
He+N->X+p.
В результате реакции образуется протон р и частица х. Массовое число А и зарядовое число z этой частицы можно найти из законов сохранения электрического и барионного заряда.
1) Проанализируйте фотографию, на которой запечатлён захват альфа-частицы ядром атома азота. В результате взаимодействия образовались две частицы, одна из которых________.
2) Определите неизвестный элемент.
3) На основе законов сохранения электрического заряда и числа нуклонов определите численные значения индексов А и Z.
4) Определите ядро неизвестного элемента образовавшегося в результате захвата альфа-частицы ядром атома.
5) Запишите окончательное уравнение ядерной реакции.
Ответы
1. 1) Альфа-частицы двигались слева направо
2) Потому что они имели одинаковую энергию
3) Толщина треков альфа-частиц к концу пробега немного увеличивается, так как скорость альфа-частиц уменьшалась из-за их столкновений с частицами среды
4) Некоторые альфа-частицы оставляют треки только в конце своего пробега из-за различной плотности окружающей среды
2. 1) Альфа-частица двигалась справа налево (из-за того, что толщина треков справа налево немного увеличивается)
2) Потому что альфа-частицы двигаются в магнитном поле
3) Сверху вниз, перпендикулярно плоскости рисунка (по правилу правой руки)
4) Из-за уменьшения скорости альфа-частиц
3. 1) Потому что он двигался в магнитном поле с убывающей скоростью (скорость убывала из-за соударений с частицами среды)
2) От внешнего витка спирали к ее центру
3) Перпендикулярно рисунку сверху вниз
4) Треки частиц в фотоэмульсии короче и толще и имеют неровные края
4. 1) Изотоп кислорода
2) Кислород
3) По закону сохранения массового числа: 14+4=А+1; А=17
По закону сохранения зарядового числа: 7+2=Z+1; Z+8
4) (А - пишется сверху слева от буквы Х; Z - пишется снизу слева от буквы Х) X = (17 - пишется сверху слева от буквы О; 8 - пишется снизу слева от буквы О) О
5) (4 - аналогично предыдущему пояснению; 2 - аналогично предыдущему пояснению) Не + (14 - аналогично предыдущему пояснению; 7 - аналогично предыдущему пояснению) N - (17 - аналогично предыдущему пояснению; 8 - аналогично) О + (1 - аналогично; 1 - аналогично) Р