АТОМНА І ЯДЕРНА ФІЗИКА «___»________________201__р. Лабораторна робота № 11 Тема. Визначення треків заряджених частинок за готовими фотокартками Робоче місце: кабінет фізики Тривалість заняття: 2 години Мета роботи: навчитися аналізувати фотографії треків заряджених частинок, ідентифікувати досліджувану частинку за її треком у камері Вільсона. Прилади і матеріали: фотографії треків заряджених частинок; трикутник або лінійка; циркуль; аркуш прозорого паперу; олівець. Підготовка до виконання лабораторної роботи Здатність швидких частинок іонізувати молекули речовини, яка перебуває в пароподібному стані використав у 1911р. англійський фізик Ч. Вільсон в приладі, який називають камерою Вільсона. Коли в камері пара стає перенасиченою і через об’єм камери пролітає заряджена частинка, то на своєму шляху вона утворює іони, на яких утворюється крапелька сконденсованої пари, тобто частинка залишається собою видимий слід (трек) у вигляді туману. Цей трек можна сфотографувати. Якщо камеру Вільсона помістити у потужне магнітне поле, то можна за викривленням треків частинок визначити їх енергію, знак заряду, а за товщиною треків – заряд і масу частинок. Дайте відповіді на подані нижче запитання: 1. Перелічіть прилади для реєстрації заряджених частинок. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___ 2. Якої форми може бути траєкторія зарядженої частинки у камері Вільсона, що розташована у магнітному полі? Від чого це залежить? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___3. Протон і альфа-частинка з однаковою швидкістю влітають у магнітне поле перпендикулярно до напряму індукції магнітного поля. У скільки разів радіус кривизни траєкторії протона відрізняється від радіуса кривизни траєкторії альфа-частинки. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Інструктаж з охорони праці на робочому місці (Інструкція №4 з охорони праці при виконанні лабораторних робіт) Хід роботи: 1. Розгляньте фотографії треків, рис.1. Трек І належить протону, треки ІІ,ІІІ і IV – частинкам, які потрібно ідентифікувати. Вектор індукції магнітного поля перпендикулярний до площини фотографії і дорівнює 2,17 Тл. Початкові швидкості всіх частинок однакові і перпендикулярні до напрямку магнітного поля. II I Накладіть на фотографію аркуш прозорого паперу і перенесіть на нього треки. 3. Для кожного треку проведіть дві хорди і в їх серединах поставте перпендикуляри. На перетині перпендикулярів лежать центри кіл. Виміряйте радіуси кривизни треків частинок, перенесених на папір, на їх початкових ділянках. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___4. Поясніть, чому траєкторії частинок є дугами кіл. Яка причина різниці в кривизні траєкторій різних ядер? 2. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___ 1. Виміряйте радіуси кривизни на початку і в кінці одного з треків. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ __6. Поясніть чому кривизна траєкторії кожної частинки змінюється від початку до кінця пробігу частинки? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ____7. Поясніть причини відмінності в товщині треків різних ядер. Чому трек кожної частинки більш товстий в кінці пробігу, ніж на початку? ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___ 𝑞 1. Порівняйте питомі заряди частинки ІІІі протона І, знаючи, що 𝑚 початкові швидкості частинки і протона однакові. Відношення питомих 𝑞 𝜐 зарядів частинок обернене до відношення радіусів їх траєкторій, так як = 𝑚 𝐵𝑅 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ _____ 2. Ідентифікуйте частинку ІІІ за наслідками дослідження ___________________________________________________________________ _ ___________________________________________________________________ _ 3. Інші треки належать ядрам дейтерію і тритію. З’ясуйте якому саме ядру належить трек ІІ і IV? ___________________________________________________________________ _ ___________________________________________________________________ _ 9. Зробіть висновок. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___ Контрольні запитання 1. Поясніть, чому на різних дільницях однієї і тієї ж траєкторії радіусу різні? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___ 2. Знайдіть всі вірні відповіді: Нейтрон має Z=-1, A=0 ___________________________ ____________________________ Протон має Z=1, A=1 Дейтерій має Z=1, A=2 ____________________________ _____________________________ Тритій має Z=2, A=4 Оцінка _____________________
