Цель работы:
получить представление о экспериментальных методах исследования ядерных реакций и свойств элементарных частиц по виду их треков.
Оборудование:
Фотография № 1 треков продуктов деления ядра атома урана, полученную с помощью фотоэмульсии, фотография №2 треков, образованных в камере Вильсона потоком α-частиц, фотография №3 треков элементарных частиц, пролетавших в камере Вильсона, находившейся в магнитном поле.
Дополнительные принадлежности для работы:
линейка, циркуль, транспортир, лист кальки.
Работа имеет важное значение, так как в ходе ее выполнения учащиеся знакомятся с приемами обработки и анализа экспериментальных данных, применяемыми при исследованиях объектов микромира с использованием современных методов регистрации элементарных частиц.
Для осознанного выполнения работы при подготовке к ней следует обратить внимание учеников на то, как и какую информацию о элементарной частице можно получить по виду ее трека. Треком частицы называют след оставленный ею в среде, где она двигалась. Появление трека является следствием взаимодействия частицы с частицами среды, оказавшимися на пути ее движения. Трек может представлять собою совокупность микроскопических капель жидкости, возникших в перенасыщенном паре или совокупность пузырьков пара, возникших в перегретой жидкости. Для получения таких треков используют соответственно камеры Вильсона и пузырьковые камеры. Треки также могут образовываться продуктами химических реакций, произошедших в веществе в результате пролета через него частицы. Вещества специально созданные для получения подобных треков называют фотоэмульсиями.
По виду треков можно судить о величине электрического заряда, величине и направлении скорости, длине свободного пробега, энергии частицы.
Порядок выполнения работы
Задание 1
Исследование свойства осколков деления ядра атома урана.
Для выполнения первого задания используют планшет с фотографией № 1 треков продуктов деления ядра атома урана, полученную с помощью фотоэмульсии.
На данной фотографии представлена картина треков, оставленных в фотоэмульсии осколками ядра атома урана.
Задание 2
Изучить особенности взаимодействия заряженных частиц друг с другом.
Второе задание выполняется с помощью планшета с фотографией №2 треков, образованных в камере Вильсона потоком α—частиц.
Фотография треков сделана в целях изучения рассеивания а-частиц на ядрах атомов газа в камере Вильсона.
Задание 3
Исследовать свойства элементарных частиц во виду трека
При выполнении третьего задания используют планшет с фотографиями №3. На нем смонтированы три фотографии треков заряженных частиц в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле.
После выполнения практической работы учащиеся должны ответить на контрольные вопросы.
Скачайте документ с Контрольными вопросами к практической работе «Изучение взаимодействия частиц и ядерных реакций по фотографиям треков», состоящий из 6 комплектов по 5 вопросов в каждом.
Пример: Комплект контрольных вопросов №4
- Порядковый номер элемента в результате альфа-распада
ядра равен
A) Z + 2 Г) Z — 1
Б) Z — 2 Д) Z
B) Z — 4 - Больше других отклоняется магнитными, электрически¬ми полями излучение типа
А) α Б)β В)γ - Скрытое изображение траектории быстрой заряженной
частицы образуется в
A) счетчике Гейгера, Б) камере Вильсона,
B) пузырьковой камере, Г) толстослойной эмульсии,
Д) экране, покрытом сернистым цинком. - В процессе деления тяжелых ядер на осколки
A) освобождаются несколько нейтронов, Б) поглощаются несколько нейтронов,
B) нейтроны не поглощаются и не испускаются. - При делении ядер урана освобождается примерно
200 МэВ энергии. Максимальная доля освобождающейся энер¬гии приходится на
А)энергию квантов,
Б) энергию радиоактивного излучения продуктов деления,-
В) кинетическую энергию свободных нейтронов,
Г) кинетическую энергию осколков деления.