Описание экспериментальной установки

В настоящей работе верхняя граница спектра b - распада радиоактивного изотопа   измеряется методом поглощения.

Для регистрации электронов b^– - распада используется радиометр Б-3 и детектирующая приставка со счетчиком Гейгера-Мюллера. В качестве поглотителя используется алюминий.

Измерения и обработка результатов

Удалить на возможно большое расстояние источник радиоактивного излучения и определить уровень фонового излучения с помощью радиометра Б-3. Измерение фона провести три раза в течение трех минут. Результаты занести в таблицу 1. Определить среднее значение фонового излучения.

Таблица 1.

№ п/п	1	2	3	—
Nф				Nф,ср.

Поместить источник b^- - излучения под счетчик Гейгера. Снять данные для кривой поглощения, используя в качестве поглотителя алюминиевые пластинки. Измерения проводить в течение трех минут. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2.

количество пластинок поглотителя	толщина поглотителя	число импульсов с фоном - N1	число импульсов без фона - N
0 1 2 …

Построить кривую поглощения.

Рис. 3. Примерный вид кривой поглощения.

Определение практического пробега, т. е. толщины поглотителя, при которой отсчеты, связанные с b^- - электронами распада перестают влиять на полное число отсчетов, связано с большими трудностями - экстраполяцию кривой поглощения к уровню фона затрудняет отсутствие линейного участка на кривой поглощения. Для получения большей точности, кривую поглощения принято строить в полулогарифмическом масштабе, откладывая по оси ординат ln N.

Определить по графику кривой поглощения величину практического пробега, а по рисунку 3 величину Е_мах.

Приложения

Плотность алюминия r = 2,70 г/см³.

Вопросы и упражнения

1. Что такое b - превращения (b - распад)?

2. Что представляет собой b - спектр?

3. Что такое верхняя граница b - спектра?

4. Что такое лептоны?

5. В чем заключается взаимодействие b^– - электронов с веществом?

6. Что такое пробег, практический пробег?

7. Как влияет вещество поглотителя на величину пробега?

 

 

Лабораторная работа № 5

Внешний фотоэффект. Исследование фотоэлементов

Цель работы:

ознакомиться с явлением внешнего фотоэффекта, устройством и принципом действия фотоэлементов, исследовать зависимости фототока от анодного напряжения и освещенности, определить чувствительность и квантовый выход фотоэлемента.

Литература:

1. С.Э. Фриш, А.Ф.Тиморева. Курс общей физики. Т.3. – М.: Наука. 1953. §§ 330-332.

2. Э.В. Шпольский. Атомная физика. Т.1. – М.: Наука. 1982. § II7-II8.

3. И.В. Савельев. Курс общей физики. Т.3. – М.: Наука.1982. §9.

Приборы и принадлежности:

вакуумный и газонаполненный фотоэлементы, выпрямитель ВУП-2, выпрямитель ВС-24, вольтметр, миллиамперметр, люксметр, лампа накаливания.

Введение

Фотоэлементы, действие которых основано на внешнем фотоэффекте [1,2], бывают вакуумные и газонаполненные. На рис. 1 приведены примерные вольтамперные характеристики вакуумного и газонаполненного фотоэлементов. Отметим, что фототок в вакуумном фотоэлементе при постоянном световом по­токе Ф увеличивается с увеличением анодного напряжения U и при некотором его значении достигает насыщения, т. е. остается постоянным при дальнейшем увеличении U. Фототок в газонаполненном фотоэлементе при увеличении анодного напряжения плавно нарастает и при достаточно большом анодном напряжении (~300 В) резко увеличивается – начинается самостоятельный газовый разряд (отмечен на рис. 1 штриховой линией).

Замечание

При возникновении самостоятельного разряда, сопровождающегося резким ростом фототока и свечением газа-наполнителя в баллоне фотоэлемента, необходимо уменьшить анодное напряжение, чтобы предотвратить разрушение светочувствительного слоя фотоэлемента.