Зертханалық жұмыс «Ауадағы жүгіруіне қарай
бөлшектердің энергиясын анықтау»
1 Жұмыстың мақсаты:
ыдырау теориясын және
сәулеленудің затпен
әсерлесуін зертпеу.
бөлшектердің энергиясын
анықтау және жартылай
ыдырау периодын бағалау.
2 Лабораториялық қондырғы және өлшеу әдісі.
Зарядталған бөлшектерді анықтаудың сенімді және ең бірінші тәсілдерінің
бірін сцинтилляциялық санаушты
бөлшектерді белгілеу қасиеті бар
болатын құралдық-фотоэлектрондық көбейткіштердің
құруынан кейін
сцинтиллятор өте кең қолданыла бастады. Зарядталған бөлшектер әсерінен
спектрдің көрінетін немесе ультфиолеттік бөлігінде фотондарды шығаратын
(люмениценсия) заттарды сцинтиллятор деп аталады. Шығарылған
фотондарды кері сцинтилляторжұру ықтималдылығы ақ болу үшін,
сцинтиллятор жұту спектрі шығару спектріне қарағанда жылжытылған болу
керек.
Сцинтилляциялық әдістің дамуы, люминисценсиялық процестердің зерттеуін
тудырады.
Қою, сұйық және газ тәрізді күйлердегі әртүрлі сцинтилляторлар белгілі.
Кристалдың жарық шығуын жоғарлату үшін жиі кристал-сцинтилляторға
аралас зат-активаторлардың атомдардын еңгізеді?
Келесі сцинтиллятор кең қолданылады:
Ag
ZnS
ZnS
Tl
Cs
Tl
J
Na
,
,
,
және т.б.
(жақшада активаторлар берілген)
Осы
жұмыста
ZnS
сцинтилляторын қолданылады.
Фотоэлектрондық көбейткіш (ФЭК) сцинтиллятордағы жарықтың
жарқырауын эл. ток импульстарына айналдыру жұмысын ойңалады.
Сцинтилляция жарығы фотонатодтан жұлып алған электрондарды
ФЭК-тің 1-динодында белгіленеді.
Осы электрондар 1-динодтан өте көп 2-ші (вторичные) электрондарды
жұлып
шығарады, олар келесі динодқа қарай бағытталады. Осылай
күшейтілген электрондар ағының анод жинайды ФЭК-тің толықкүшеуі
коэфициент динодтар саны мен үдеткіш кернеуден тәуелді және
8
5
10
10
болып табылады.Фэк-тің фотонатодының көректену кернеуі -
1500
100
V
3 Жұмысты орындау тәртібі
1. Тумбілерді («сеть», «АКК») «сеть» жағдайынна қою,
осы кезде сигналды
шам жанады. Вольтметрдегі кернеу 1500 В-тан аспау керек. Тумблер
(«контр», «раб», «проверка ламп») «раб» жағдайынада туру керек. МЭС – 54
механикалық санауышты түймеге (кнопка) басып нольге келтіру.
2.
- приставкадағы бұранданы ақырғы күйіне деиін бұрап қою,
сонымен
- бөпшектердің көзінен сцинтилляторға дейінгі қашықтықты 2 см. деп алу.
3.Сағаттағы «пуск» түймесін басып, бір уақытта құрал мен секундамер қосу.
4.2 мин. өткеннен кейін «Пуск» түймесін басып санауды тоқтату. 100-ге дейін
жарқырайтын неондық шамдар (түгел көрсеткіштерді қөсу). Бүтін жүздік –
механикалық санауыштың бөліктері. R = 2 см болған кездегі ипулыстардың
жалны N саның кестеге еңгізу
R,см 2,0 2,3 2,6 2,9 3,2
N
5.«Пуск» түймесімен
шандардағы көрсеткіштерді жою, ал механикалық
санауышта – қолымен жою. Құрал келесі өлшеуге дайын.
- бөлшектің аудағы еркін жүру жолы сцинтилляциялық кристалл беті
мен
- препарат беті арасындағы қашықтық арқылы анықталады.
6.
- приставкадағы бұранданы 0,3 см-ге түсіру. Бұранданың аттамасы 1 мм-
ге тең. R=2,3 см болғанда N өлшеулерді жоғары айтылған тәсілмен өткізу.
Нәтижесін кестеге жазу.
Арақашықтық әрбір рет 0,3 см-ге өзгеріп отырған кезде санау аяқталғанға
дейін өлшеулерді өткезу.
7. N =f(R) графигін салу. Тәжірибеден алынған қисық
теориялық қисықтан
айрықша, ол бүкіл қашықтық бойы астына қарай бағытталып түседі. Мұны
- бөлшектердің бір бөлігінде энергиясының кішкентай бөлігі кезінде
жұтылады, сондықтан олар ауаға аздаған энергиямен шығады. Сонымен
қатар сцинтиллятор көзге қатысты орналасқан денелік бұрыш, оның
алыстауына байланысты азаяды, осы себептен санау жылдамдығы да кемиді
- бөлшектердің энергиясын есептеу үшін бөлшектердің R
= R
max
максималды жүгіру жолын қолдануға болады. R
max
графиктен анықтау керек.
Бөллшектердің E
энергиясын (16) формуладан есептеліп шығады.
8. Жартылай ыдырау периодын (15) формуладан анықтау.
Бақылау сұрақтар
1)
- бөлшек деген не?
2)
- ыдыраудың механизмі қандай?
3) Потенциалдық барьердің коэфициенті деген не?
4) Заттан жүгіру жолының ұзындығы неден тәуелді?
5) Зат арқылы
өту кезінде
- бөлшектер қай процесстерде энергиясын
жоғалтады?
6) Сцинтиллятордағы жарық жарқыраудың қозу механизмі қандай?
7) ФЭҚ жұмысы туралы айту.
Әдебиет:
1) Савельев И.В. Курс общей физики. Учебное пособие для студентов
вузов. Т.З. –М.: Выс. Школа 1982 – с. 245-247.
2) Детлаф А.А., Яворский Б.М., Милковская Л.Б. Курс физики. Т.З. – М.:
1979г. – с. 394 – 396.
3) Ангерер Э. Техника физического эксперимента. М.: - Наука, 1962г. – с.