Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Цель работы: По фотографиям треков объяснить характер движения заряженных частиц.

Оборудование: фотография треков заряженных частиц (рис.1), полученных в камере в камере Вильсона, пузырьковой камере и фотоэмульсиях при ядерных реакциях.

Ход работы:

1. Вопросы для самоконтроля: а) Что называют треком заряженной частицы? б) Какова причина возникновения треков в камере Вильсона, в пузырьковой камере, в фотоэмульсиях? в) Какова зависимость длины трека от энергии частицы? г) Как зависит толщина трека от заряда частицы и её скорости? д) Как изменится форма трека, если частицу поместить в магнитное поле? е) Как зависит радиус кривизны трека от массы, заряда и скорости частицы? ж) Как изменяется радиус кривизны трека по мере движения частицы в магнитном поле?

2. Рассмотрите представленные фотографии треков заряженных частиц.

На двух из четырёх фотографий (рис.1, 2, 3, 4) изображены треки частиц, движущихся в магнитном поле. Укажите, на каких именно. Ответ обоснуйте.

3. На рис. 4 представлена фотография треков α – частиц, двигавшихся в камере Вильсона. Рассмотрите фотографию и ответьте на вопросы. Ответы обоснуйте. а) В каком направлении (слева направо или наоборот) двигались α – частицы?

б) Длина треков частиц примерно одинакова. О чём это говорит?

в) Как меняется толщина треков по мере движения частиц. Что из этого следует?

4. На рис.2 представлена фотография треков α – частиц в пузырьковой камере. Чем можно объяснить искривление треков частиц на этой фотографии?

5. На рис.1 представлена фотография треков электронов и α – частиц в пузырьковой камере, находящейся в магнитном поле. Определите по фотографии, обосновав ответы а) Трек какой частицы имеет форму спирали?

б) Почему трек имеет форму спирали

в) В каком направлении (по часовой стрелке или против движения часовой стрелки) двигался электрон?

г) Чем объяснить то, что треки α – частиц имеют форму кривых линий, а не спирали? д) В каком направлении (слева направо или наоборот) двигались α – частицы?

6. На рис.3 представлена фотография деления ядер азота в фотоэмульсиях. Ответьте ан вопросы:

а) Чем можно объяснить то, что треки частиц на этой фотографии намного короче, чем на предыдущих?

б) В каком направлении (слева направо или наоборот) двигались ядра азота?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Почему в магнитном поле треки заряженных частиц искривляются?

2. Можно ли наблюдать в камере Вильсона или пузырьковой камере треки нейтронов? Обоснуйте ответ.

3. Как по длине трека оценить энергию заряженных частиц?

4. Как по толщине трека оценить заряд частицы и её скорость?

5. Как в магнитном поле будут двигаться электрон и α – частица? Чем будут отличаться их треки?