Изучение взаимодействия частиц и ядерных реакций (по фотографиям).

1. Цель работы: проанализировать фотографии треков заряженных частиц» движущихся в магнитном поле и участвующих в ядерных ре­акциях.

2. Литература:

2.1. Касьянов В.А. Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учебных заведений. – М., 2003. Параграфы 56 – 61.

2.2. Конспект лекций по предмету «Физика».

3. Подготовка к работе:

3.1. Ответить на вопросы самопроверки для получения допуска к работе:

3.1.1. Как устроена камера Вильсона? Для каких исследований её используют?

3.1.2. О каких характеристиках частицы можно судить по толщине и длине трека этой частицы в камере Вильсона?

3.1.3. Опишите протонно-нейтронную модель атома Резерфорда. Каким опытом она была подтверждена?

3.2. Подготовить бланк отчета в соответствии с пунктом 6.

4. Перечень необходимого оборудования:

4.1. ПЭВМ;

4.2. Электронное издание «Лабораторные работы по физике 10-11 класс»: Дрофа, 2005. Лабораторная работа № 15.

5. Порядок выполнения работы:

5.1. Включить ПЭВМ. Установить лабораторную работу № 15. Рассмотреть установку для проведения эксперимента (камера Вильсона).

5.2. С помощью камеры Вильсона получить фотографии траекторий двух частиц (рис. 1). Трек I на фотографии принадлежит протону, трек II — частице, ко­торую надо идентифицировать.

5.3. Определите знак электрического за­ряда неизвестной частицы на фотографии (рис. 1).

5.4. Измерьте линейкой радиус трека протона на фотографии (рис. 2).

5.5. Измерьте радиус трека неизвестной частицы на фотографии (рис. 2).

5.6. Сравните удельные заряды неизвестной частицы и протона: .

5.7. Идентифицируйте заряженную частицу.

5.8. По фотографии (рис. 3), сделанной в камере Вильсона, помещен­ной в магнитное поле, изучите ядерную реакцию взаимодействия -частицы с атомом азота, впервые осуществленную в 1919 г. Э. Резерфордом: .

5.9. Отметьте, какой трек принадлежит взаимодействующей -части­це, какой — протону, а какой — ядру атома неизвестного элемента.

5.10. Укажите, ядро какого элемента образовалось при реакции. Запи­шите окончательное уравнение ядерной реакции.

6. Содержание отчёта:

6.1. Номер и наименование работы.

6.2. Цель работы.

6.3. Рисунок 1. Результаты измерений и вычислений в таблице:

, Кл

, м

, м

, Кл/кг

6.4. Вывод по результатам измерений об идентификации частицы.

6.5. Рисунок 3 с отметками треков частиц, участвующих в реакции.

6.6. Окончательное уравнение ядерной реакции.

6.7. Ответы на контрольные вопросы:

6.7.1. Почему треки частиц, участвующих в реакции имеют различные длину и толщину?

6.7.2. Какое явление называют радиоактивностью? Назовите виды радиоактивности.

6.7.3. Как используется энергия деления ядер?