Метода регистрации ионизирующих излучений

Счетчик Гейгера

3

1

+ − + −

В наполненной газом (аргон) трубке 2 пролетающая через газ частица ионизирует атомы газа. Они замыкают цепь между катодом (3) и анодом (1), создавая импульс напряжения на нагрузочном резисторе .

(В счетчике Гейгера – Мюллера электрод с острием 3 заменен тонкой проволокой и изменена полярность электродов).

Камера Вильсона

крышка камеры

дно камеры

поршень

Камера заполняется смесью газа (аргон или азот) с насыщенным паром воды или спирта. Быстро расширяя газ поршнем, переохлаждают пар. Пролетающая исследуемая частица ионизирует атомы газа, на которых конденсируется пар, создавая капельный трек (след).

Пузырьковая камера

Глезер сконструировал камеру, в которой можно исследовать частицы значительно большей энергии, чем в камере Вильсона, так как плотность рабочего вещества камеры Глезера значительно превосходит плотность рабочего вещества камеры Вильсона. Пузырьковая камера содержит легкокипящую жидкость (например, сжиженный пропан или водород).

В перегретой перед испытанием жидкости (путем сброса давления) исследуемая частица создает пузырьковый трек.

Деление ядер урана

Поглотив нейтрон, ядро урана вытягивается, распадается на два фрагмента (осколки, дочерние ядра), которые испускают по 2 или 3 нейтрона (а)^*. Некоторые из них в свою очередь делят другие ядра урана и т.д. (развивается цепная реакция)).

Примеры использования деления ядер урана широко известны (атомные электростанции, двигатели ледоколов и подводных лодок).

Пример реакции деления ядра: .

б)

* Нейтроны испускаются осколками, а не возбужденным ядром, как изображается во многих учебниках.

Термоядерные реакции

Так называют реакции синтеза ядер из более легких, поскольку для слияния ядер исходные вещества нужно нагреть настолько, чтобы кинетическая энергия ядер превышала энергию отталкивания их протонов. Например, для слияния ядер дейтерия и трития требуется температура около 10⁸К. Пока такими реакциями управлять не удается. Они осуществлены в водородной бомбе, где исходное вещества – дейтерид лития , схемы реакций:

.

Реакция синтеза – источник энергии Солнца и других звезд.

Приложение

Основные и дополнительные величины СИ

И их единицы

В основу СИ положены 7 основных единиц и 2 дополнительные.

Основные единицы: м (единица длины или ),

кг (единица массы ),

с (единица времени ),

моль (единица количества вещества ),

К (единица температуры ),

А (единица силы тока ),

кд - кандела (единица сили света );

в двух последних случаях можно написать индексы: , .

Дополнительные единицы:

рад – радиан (единица плоского угла или );

ср – стерадиан (единица телесного угла ).

Единицы всех других физических величин получают путем математических действий над основными и дополнительными единицами с использованием определяющих формул величин. Многие из таких единиц получили специальные названия.

Основным величинам СИ присвоена так называемая размерность (dimension) то есть буквенные символы. Размерности длины, массы, времени, количества вещества, температуры, силы тока и силы света соответственно таковы: .

Дополнительные величины безразмерны.

Размерности второстепенных величин, получают математическим способом и выражаются произведением размерностей соответствующих величин.

Примеры:

размерность скорости , единица ;

размерность угловой скорости и

циклической частоты колебаний , единица .

Оптические характеристики и их единицы

Уже из самого названия «основные единицы СИ» вытекает, что их необходимо знать и понимать как выпускникам школ, так и абитуриентам, и студентам. Однако учебные программы по физике в старших классах не предусматривают изучение раздела оптики «Фотометрия», хотя седьмая из основных единиц СИ является фотометрической. Попробуем устранить этот недостаток. Рассмотрим основные фотометрические характеристики.

Начнем с рассмотрения общих (энергетических) характеристик света.

Поток излучения: (где - энергия излучения, - время); .

Энергетическая освещенность поверхности: ;

.

Энергетическая сила излучения: ;

, где ср – стерадиан.

Энергетическая яркость: ;

.

Однако чаще всего используются не энергетические, а фотометрические характеристики света. В фотометрии действие света характеризуется не общей энергией или мощностью, а восприятием его человеческим глазом, которое зависит от длины волны света. Доказано, что максимуму восприятия соответствует свет, длина волны которого равна 55нм.

Каждая из рассмотренных ниже фотометрических характеристик – аналог соответствующей энергетической характеристики, но тождественности между ними нет, хотя их определяющие формулы одинаковы.

Световой поток: ; .

Эта величина, как и следующие, является физиологической характеристикой.

Освещенность: .

Сила света:

Яркость: .

Спектральная видимость: .

Именно на приходится максимум видимости.

Определение канделы в СИ

Из определяющей формулы силы света вытекает, что эта величина измеряется отношением светового потока к телесному углу, в котором этот поток распространяется. Телесный угол, как известно, измеряется отношением поверхности , вырезанной на сфере конусом, к квадрату радиуса сферы.

Итак, сила света равна световому потоку в одном стерадиане.

Эталон канделы испытал эволюционные изменения. Его связывали с излучением платины при отвердении ее расплава, потом – с излучением лампы разжаривания специальной конструкции. Сейчас в понятие канделы не заложен способ возбуждения света (каждая страна сама может создавать эталонный источник).

Кандела – это сила света в заданном направлении от источника, излучающего монохроматический ( ) свет частотой Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет .

Фундаментальные физические постоянные

Величина	Обозначение и числовое значение
Гравитационная постоянная
Ускорение свободного падения (нормальное)
Нормальное атмосферное давление
Постоянная Авогадро
Молярный объем идеального газа при нормальных условиях
Универсальная газовая постоянная
Постоянная Лошмидта
Постоянная Больцмана
Скорость света в вакууме
Магнитная постоянная
Электрическая постоянная
Масса электрона
Масса протона
Масса нейтрона
Атомная единица массы
Элементарный электрический заряд
Отношение заряда электрона к его массе
Постоянная Фарадея
Постоянная Планка

Шкала электромагнитных волн

Вид волн	Длина волн, м	Частота волн, Гц	Источник излучения
Низкочастотные волны			Механический генератор переменного тока
Радиоволны			Колебательный контур и вибратор Герца
Ультрарадиоволны			Массовый излучатель
Инфракрасное излучение			Лампы
Световое излучение			Лампы
Ультрафиолетовое излучение			Лампы
Рентгеновское излучение			Рентгеновская трубка
Гамма – излучение			Радиоактивный распад

Множители, префиксы и их обозначения

для кратных и частичных единиц СИ

Множитель	Префикс	Обозначение	Множитель	Префикс	Обозначение
рус.	межд.	рус.	межд.
	йота	Й			деци	д
	зета	ЗТ			санти	с	с
	экса	Э	Е		мили	м
	пета	П	Р		микро	мк
	тера	Т	Т		нано	н
	гига	Г			пико	п
	мега	М	М		фемто	ф
	кило	к			атто	а	а
	гекто	г	h		зепто	зп
	дека	да			йокто	й	у

Греческий алфавит

Буква	Назв. буквы	Буква	Назв. буквы
A	альфа	N	ни (ню)
В	бета		кси
Г	гамма	О о	омикрон
	дельта	П	пи
Е	эпсилон	Р	ро
Z	дзета		сигма
Н	эта	Т	тау
	тета		ипсилон
	йота		фи
	каппа		хи
	ламбда		пси
	ми (мю)		омега