Измерения и обработка результатов

3.1. Ознакомиться с правилами эксплуатации осциллографа CI-5 и радиометра Р-3.

3.2. Включить осциллограф. Рукоятку "Род работы" поставить в положение "Усилитель", "Род синхронизации" - в положение "внешняя". Прогреть осциллограф в течении 3-5 мин.

3.3. Установить одинаковую чувствительность входов "X" и "Y".Для этого на вход "Y" подать напряжение 4 вольта от выпрямителя ВС 4-12. Рукояткой "Усиление" установить смещение луча по вертикали на 2 см. Рукоятку "Усиление" при проведении дальнейших действий более не трогать! Подать на вход "X" напряжение 4 В и рукояткой "Синхронизация" добиться, чтобы смещение светящейся точки по горизонтали также составило 2 см.

3.4. Входы "X" и "Y" осциллографа подключить к клеммам приставки Т-4 согласно схеме, приведенной на рисунке I.

3.5. Включить радиометр Р-3 в сеть и подготовить его к работе. Уста­новить на счетчиках Гейгера-Мюллера напряжение 600 В. Расположить плоскость счетчиков CI и С2 вертикально.

3.6. В течение 5 минут считать на экране осциллографа число совпаде­ний импульсов от счетчиков CI и С2, т.е. сколько раз за это время луч на экране отклонится под углом 45°. Записать результат в таблицу I. Запи­сать в таблицу число импульсов, зарегистрированных за это время ра­диометром от счетчика CI.

3.7. Изменить угол наклона плоскости счетчиков, установить шкалы ме­ханического счетчика радиометра на 0 и повторить операции пункта 3.6.

Таблица I.

a	0				90
С1
С1&С2

 

3.8. Построить график зависимости числа совпадений импульсов, т.е. числа космических частиц от угла падения их на поверхность Земли.

Вопросы и упражнения

1. Что такое космические лучи?

2. Укажите состав космические лучи, диапазон их энергий.

3. Расскажите о взаимодействии КЛ с веществом.

4. Приведите примеры ядерных реакций, происходящих в атмосфере под действием космических лучей.

5. Объясните ход построенного (3.8) графика.

6. Предполагая, что плотность атмосферы не зависит от высоты, а ее вы­сота равна 10 км, оценить коэффициент поглощения КЛ атмосферой. Считать, что ослабление КЛ атмосферой подчиняется закону Бугера.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ПОЛУРАСПАДА

ДОЛГОЖИВУЩЕГО ИЗОТОПА

Цель работы:

экспериментальное определение периода полураспада долгоживущего изотопа .

Литература:

И. В. Савельев. Курс общей физики. т.3. — М.: Наука. 1982. §70.

Физика микромира. — М.: Сов. энциклопедия. 1980. Серия “Маленькая энциклопедия”. С. 496-524.

3Физический энциклопедический словарь. — М.: Сов. энциклопедия. 1983. Статьи: радиоактивность, b-распад, слабое взаимодействие, электронный распад.

Приборы и принадлежности:

Радиометр Б-3, соль KCl, секундомер.

Введение

Радиоактивность — явление самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. Основной закон радиоактивного распада установлен Резерфордом и Содди: количество ядер N, претерпевших радиоактивные превращения за время t, пропорционально начальному числу радиоактивных атомов N₀ и времени t:

N= – l N₀ t.                                                                  (1)

Из соотношения (1) следует экспоненциальный характер зависимости числа нераспавшихся ядер от времени

N= N₀ exp{-l t},                                                                (2)

здесь l — постоянная распада, N – число радиоактивных атомов в момент времени t, N₀ – начальное число радиоактивных атомов.

       Время Т, за которое распадается половина первоначального количества радиоактивных ядер (или атомов), называют временем или периодом полу распада. Период полураспада и постоянная распада связаны соотношением:

                                                              (3)

О числе распадов, произошедших в радиоактивном источнике можно судить по числу испущенных им элементарных частиц. Зная число распадов N, проиэошедших за какое-то время и число радиоактивных ядер в источнике - N₀ с помощью соотношения (1) можно определить постоянную распада, а затем по (3) – величину Т.