Лабораторная работа №8

РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ЧАСТИЦА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Цель работы: рассмотрение релятивистского способа описания движения частиц; изучение по готовым фотографиям треков заряженных частицы в камере Вильсона; идентификация частиц, а также определения их импульса и энергии по виду траектории.

Приборы и принадлежности: фотографии треков частиц, линейка, транспортир, калька.

Введение

Быстрые заряженные частицы, проходя через вещество, оставляют за собой след ионизированных и возбужденных атомов. Нейтроны и γ-кванты, взаимодействуя с ядрами и атомами, создают вторичные быстрые заряженные частицы. По ионизационным следам вторичных частиц могут быть обнаружены первичные частицы - нейтроны и γ-кванты.

Приборы, регистрирующие ионизирующее излучение, делятся на две группы. Приборы первой группы регистрируют факт пролета частицы и в некоторых случаях позволяют судить о ее энергии. Ко второй группе относятся трековые приборы, позволяющие наблюдать траектории частицы - треки.

К первой группе относятся: сцинтиляционные счетчики, черенковские счетчики, ионизационные камеры и газоразрядные счетчики, полупроводниковые счетчики.

Ко второй группе относятся: камера Вильсона и ее разновидность - диффузионная камера, пузырьковая камера, искровая камера, эмульсионная камера.

Камера Вильсона является самым первым трековым прибором. Она была создана в 1912 году англичанином Ч. Вильсоном. След ионов, оставляемых заряженной частицей, становится видимым, благодаря конденсации пересыщенных паров какой-либо жидкости. По характеру и форме этих треков из тумана можно судить о типах частиц, прошедших через камеру. В 1927 году советский ученый Д.В. Скобельцын поместил камеру Вильсона в магнитное поле. Это значительно расширило возможности прибора: по искривлению траектории можно определить знак заряда. Если известны заряд и масса частицы, то по радиусу кривизны трека можно определить энергию частицы.