Лабораторная работа №8. «Изучение деления ядра атома урана по готовым фотографиям треков»

Класс: 9А                                    Дата проведения: 22.04 20г

Лабораторная работа №8. «Изучение деления ядра атома урана по готовым фотографиям треков».

Цель работы: применить закон сохранения импульса для объяснения движения двух ядер, образовавшихся при делении ядра атома урана.

Оборудование: фотография треков заряженных частиц, образовавшихся при делении ядра атома урана и миллиметровая линейка.

Известно, атомы и микрочастицы настолько малы, что не только не поддаются восприятию ни одним из наших органов чувств, но их не различить даже в электронный микроскоп. Откуда же берётся подробная информация о микромире? Почему можно с уверенностью говорить о свойствах и параметрах атомов, ядер, элементарных частиц? Когда физики говорят, что объекты микромира чрезвычайно малы, движутся с огромными скоростями, а процессы в микромире чрезвычайно быстротечны, то как они получают эту информацию, как измеряют величины, характеризующие микрочастицы? Какие приборы используют? Каким образом устанавливают законы ядерных взаимодействий?

Ученый-экспериментатор с помощью тонкой чувствительной аппаратуры, не видя саму микрочастицу, по ее следам, оставленным в веществе, определяет как факт прохождения частицы через вещество, так и параметры и свойства (заряд, массу, энергию; как двигалась, происходило ли столкновение и каков его результат и т.д.) микрочастиц. Принцип действия разных приборов различен, но общее для всех них – это усиление эффектов, производимых микрочастицей при прохождении через вещество (ее следов) до величин, способных влиять на наши органы чувств.

Первичной обработкой экспериментальных данных занимается область ядерной физики, называемая кинематикой превращения элементарных частиц. Кинематика не ставит задачи разгадать все загадки и тайны взаимоотношений частиц, симметрии природы и др., но позволяет с опорой на общефизические понятия и законы на основе точных расчётов и выкладок измерять параметры микрочастиц и идентифицировать их, помогает увидеть то, что не под силу аппаратуре.

Рассмотрим фотографию треков. На ней видны треки двух осколков, образовавшихся при делении ядра атома урана, захватившего нейтрон. Ядро урана находилось в точке g, указанной стрелочкой.

По трекам видно, что осколки ядра урана разлетелись в противоположных направлениях (излом левого трека объясняется столкновением осколка с ядром одного из атомов фотоэмульсии, в которой он двигался).

Известно, что законы сохранения играют в ядерной физике особую роль: это и инструмент познания, и критерий истинности (если приборы показывают, что энергия или импульс после взаимодействия или превращения не сохраняются, то это значит, что была одна, а то и несколько незамеченных частиц). При переходе от макромира к микромиру законы сохранения начинают действовать особенно эффективно. В микромире действует принцип: “Всё, что не запрещено законами сохранения, обязательно происходит.