Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

lection_part3

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
09.02.2015
Размер:
2.93 Mб
Скачать

столкновения со стенками трубки из-за долгоживучести уровня 5. Столкновения разгружают уровень 5, инициируя переходы атомов неона с уровня 1 на уровень 5. При этом опустошение уровня 1 неона при незаселенном уровне 5 происходит еще быстрее, чем при заселенном уровне 5. Разница заселенностей уровней 1 и 3 неона возрастает в результате такого процесса и повышает эффективность работы газового лазера в видимом оптическом диапазоне с длиной волны 632,8 нм. Столкновения атомов неона со стенками трубки наиболее эффективно опустошают уровень 1 неона (максимум мощности лазерного излучения) при диаметре трубки около 7 мм.

Полупроводниковый лазер (ППЛ) состоит из нескольких слоев разных

ППили одного и того же ПП с различным типом проводимости. Между слоями образуются электронно-дырочные переходы. Материалы слоев подбираются так, что инжектируемые носители тока (электроны и дырки) преимущественно локализуется (запираются переходами) в одном из слоев, называемом активным слоем. В этом слое происходит рекомбинация электронов и дырок с излучением избытка энергии в виде излучения (далеко необязательно в виде видимого света, это зависит от материалов ППЛ). Уровень инжекции через переходы зависит от величины прикладываемого напряжения и, следовательно, плотности тока в структуре (гетероструктуре) j=I/S, где S – площадь поперечного сечения слоев. Лазерная генерация начинается лишь при достижении некоторого критического – порогового

значения плотности тока jпор, обеспечивающего достаточный уровень (супер, сверх)инжекции носителей в активный слой. При плотности тока

меньшей jпор ППЛ не генерирует лазерное излучение.

Фотоны, образующиеся в результате рекомбинации в активном слое, имеют различное направление. Для формирования избирательной (полезной) направленности лазерного излучения в структуру вводятся дополнительные

ППслои, обеспечивающие своими значениями показателей преломления (по отношению к рабочим слоям) появление полного отражения (волноводный эффект). В такой структуре рекомбинирующие носители заперты (локализованы) в активном слое, а образующееся при их рекомбинации излучение локализовано в плоскости активного слоя и нескольких (двух, четырех) соседних с ним слоев. Это уменьшает потери излучения и повышает мощность ППЛ. Так как величины прикладываемых к электроннодырочным переходам напряжений ограничены возможностью пробоя переходов, то значения пороговой плотности тока сравнительно невелики, поэтому по мощности ППЛ существенно уступает газовому и рубиновому лазерам.

Внастоящее время ПП твердые растворы получили широкое практическое применение в электронной технике, начиная от базы транзисторов, (свето)диодов (принцип тот же, что и у ППЛ, различия по мощности и деталям структуры) и т.п. и заканчивая СD–ROM’ми, сотовыми телефонами, компьютерами, т.д. Изобретение ППЛ на ПП твердых растворах привело к бурному развитию медицины, систем записи, хранения, передачи

211

информации, что, в свою очередь, вызвало бурное развитие почти всех отраслей экономики.

Лазерная технология используется для резки материала, нанесения рисунка на его поверхность, образование нужного микрорельефа на ней. Лазерная сварка позволяет соединить металлы и сплавы, не свариваемые обычным способом. В хирургии лазерный луч используется в качестве хирургического скальпеля. В офтальмологии лазерным лучом прикрепляют отслоившуюся сетчатку глаза. В связи с очень малой расходимостью лазерного луча, возможно с большой точностью производить юстировочные и нивелировочные работы, разметку территорий.

17.2. Жидкие кристаллы и их свойства

(перед изучением данного материала необходимо ознакомиться с материалом лекций 13, 14 ч.I данного пособия)

Жидкокристаллическим (ЖК) (мезаморфным, мезофаза – греч. mesos

– промежуточный) состоянием вещества называется термодинамически устойчивое состояние. При котором вещество сохраняет анизотропию физических свойств, присущую ТТ, и текучесть, характерную для жидкостей.

ЖК состояние вещества существует только в определенном диапазоне температур. Нижняя граница – температура кристаллизации Ткр, ниже которой вещество существует только в виде ТТ, верхняя граница – температура Тж, выше которой вещество превращается в однородную жидкость. Для большинства веществ это небольшой диапазон от –15 до

+55°С. ЖК кристаллы (ЖКК) – диэлектрики с удельным сопротивлением около 108 – 1013 Ом м.

Впервые свойства ЖКК наблюдал австрийский ботаник Ф.Рейнитцер в 1888 году, но широкое практическое их использование началось только после публикации результатов исследований Г.Х.Гейлмером в 1968 году.

Характерной особенностью ЖКК является удлиненная нитеили палочкообразная (или же уплощенная дискообразная) форма их молекул, длиной порядка нм, а толщиной десятые доли нм. Такая форма способствует параллельной упаковке молекул в объеме ЖК вещества. Наличие преимущественной ориентации молекул объясняет анизотропию физических свойств ЖКК, например, его диэлектрической проницаемости и показателя преломления. Так как ориентация молекул задается внешним электрическим полем (ЭП), то ЖКК можно использовать для управления световыми потоками, проходящими через ЖК матрицу.

Направление, в котором ориентируются молекулы ЖКК при наложении внешнего ЭП, зависит от знака разности

εa = ε p εn ,

(17.1)

212

где ε p и εn – диэлектрические проницаемости ЖКК в направлениях,

параллельном и перпендикулярном преимущественной ориентации больших осей молекул. εa называется диэлектрической анизотропией ЖКК. При

εa >0 большие оси молекул ориентируются вдоль прикладываемого к ЖКК ЭП, а при εa <0 – перпендикулярно ЭП.

ЖКК подразделяются на 3 вида: смектические (рис. 17.5, а), нематические (рис. 17.5, б) и холестерические (рис. 17.5, в).

Всмектических ЖКК молекулы располагаются параллельно своим большим осям, а их центры масс находятся в одной плоскости.

Внематических (nema – лат. нить) ЖКК большие оси молекул ориентированы параллельно друг другу, но центры масс молекул распределены в пространстве хаотично, не образуя четко выраженных слоев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

б)

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 17.5

 

 

 

 

 

 

 

В холестерических ЖКК молекулы располагаются слоями, как и в

смектических, но направление

преимущественной

ориентации их осей

(называемое директором) монотонно изменяется от слоя к слою, поворачиваясь на некоторый угол.

На ЖКК наблюдается ряд эффектов, применяемых преимущественно в оптоэлектронике: эффект динамического рассеяния, твист-эффект, эффект «гость–хозяин», термооптический эффект, эффект деформации вертикально ориентированной фазы (или эффект двойного лучепреломления, управляемого полем), эффект фазового перехода, эффект избирательного отражения света. Известно также, что обработка и состояние поверхностей пластин в ЖК ячейке оказывает влияние на ориентацию молекул ЖКК.

Эффект динамического рассеяния заключается в помутнении прозрачного слоя нематического ЖКК при εa <0 с ионной примесью при

наложении внешнего ЭП. При εa <0 большие оси молекул ориентируются

перпендикулярно прикладываемому к ЖКК ЭП. При наложении внешнего ЭП ионы, двигаясь вдоль силовых линий ЭП, нарушают упорядоченную прозрачную структуру ЖКК. При росте прикладываемого напряжения до некоторого напряжения гидродинамической неустойчивости процесс протекает настолько бурно и турбулентно, что ЖКК мутнеет и начинает сильно рассеивать падающее на него излучение.

Твист-эффект (twist – англ. закручивать) заключается в изменении угла вращения плоскости поляризации света в нематических ЖКК с εa >0 (рис.

17.6, а) под влиянием внешнего ЭП (17.6, б). При εa >0 большие оси молекул

213

ориентируются вдоль прикладываемого к ЖКК ЭП (рис. 17.6, б), слой скрученного нематического ЖКК является оптически активным, т.е. вращает плоскость поляризации падающего света на угол π /2.

U

а) б)

Рис. 17.6

Эффект «гость–хозяин» наблюдается в ЖКК–хозяине при введении молекул красителя–гостя, имеющих похожую на ЖК вытянутую форму. Молекулы обоих видов располагаются параллельно поверхностям пластин аналогично рис. 17.5, б. При наложении внешнего ЭП все молекулы поворачиваются перпендикулярно пластинам. В этом состоянии ЖК ячейка перестает интенсивно поглощать падающее на нее излучение, становясь прозрачно.

Термооптический эффект заключается в управлении интенсивности прошедшего через ЖК ячейку света при ее нагреве–охлаждении и действии высокочастотного ЭП: при однократном нагреве до превращения ЖКК в изотропную жидкость и последующем охлаждении ЖК ячейка становится непрозрачной; непрозрачность снимается при помещении ячейки во внешнее высокочастотное ЭП.

Все вышеописанные эффекты и ряд других эффектов и свойств обуславливают широкое применение ЖКК в оптоэлектронике, особенно в качестве основы устройств отображения информации (индикаторы, экраны дисплеев).

214

Лекция 18. Элементы физики ядра

1.Модели строения и основные свойства ядер. Энергия связи, дефект массы. Ядерные силы. Масс-спектрометры и определение масс ядер.

2.Явление радиоактивности. Альфа- и бета-распад. Гамма-излучение. Эффект Мёссбауэра.

3.Детекторы излучений, биологическое действие излучений и защита от излучений.

4.Ядерные реакции деления и термоядерные реакции (реакции синтеза).

18.1.Модели строения и основные свойства ядер. Энергия связи, дефект массы. Ядерные силы. Масс-спектрометры и определение масс

ядер

Ядерной физикой называется раздел физики, посвященный изучению строения атомного ядра, а также процессов радиоактивного распада и механизма ядерных реакций.

Из опыта Резерфорда (1911г., см. лекция 12) выяснилось, что весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре, находящемся в центре; вокруг ядра по орбитам движутся электроны (согласно классической физике), занимая огромную по сравнению с ядром область. Размеры и форма электронных орбиталей соответствуют максимумам плотности вероятности (волновой функции) нахождения электрона (электронного облака) вокруг ядра (согласно квантовой физике).

В более поздних исследованиях, установлено, что ядро – центральная массивная часть атома – состоит из протонов и нейтронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома (более 99,95%). Размеры ядер порядка

10–15÷10–14 м. Ядра имеют положительный заряд, кратный элементарному заряду электрона е=1,6021892 10–19 Кл: Q=Ze. Целое число

Z называется зарядовым числом. Оно совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе элементов Д.И.Менделеева.

Термин «протон» (от греч. protos – первый) был введен Резерфордом в начале 20–х годов XX века. Протон обозначают символом «р». Протон – одна из двух квазистабильных элементарных частиц (другой стабильной частицей является электрон), его время жизни по сравнению с другими частицами велико τ → ∞ (как и для электрона). Масса протона mp=1,672614 10–27 кг=938,28 МэВ1836me1 а.е.м., где а.е.м. – внесистемная единица измерения

– атомная единица массы =1,67 10–27 кг, mе= 9,11 10–31 кг – масса электрона. Спиновое число протона s=1/2 (следовательно, является фермионом и подчиняется принципу запрета Паули). Заряд протона равен положительному элементарному заряду е. Магнитный момент протона примерно в 660 раз меньше магнитного момента электрона.

В ядерной физике и в физике элементарных частиц массы часто выражают в единицах энергии, умножая их значение кг (в системе SI), на квадрат скорости света с2, в соответствии с релятивистской формулой,

215

связывающей массу частицы с ее энергией покоя W0 = m·с2. Так масса частицы, равная 1 МэВ (точнее – 1 МэВ/с2) в системе СИ будет равна 1 МэВ/с2=106Дж/(3 108 м/с)21,78 10–30 кг. Выраженная в МэВ масса электрона mе= 9,11 10–31 кг=0,511 МэВ.

Нейтрон был открыт в 1932 году (Нобелевская премия 1935 года) при облучении бериллиевой мишени потоком альфа-частиц английским физиком Д.Чедвиком (1891–1974) – учеником Резерфорда, обозначается символом «n». Электрический заряд нейтрона равен нулю.

Д.Чедвик обнаружил, что иногда в камере Вильсона (см. описание далее) виден след быстрой частицы, начинающийся и заканчивающийся внутри камеры. Резерфорд и Чедвик объяснили это как результат соударения быстрой нейтральной (без заряда) частицы, проникшей в камеру, с ядром атома газа, заполняющего камеру. По характеру следа физики оценили импульс ядра, а по закону сохранения импульса вычислили массу нейтральной частицы – нейтрона.

В 1943–45 Д.Чедвик возглавлял группу учёных, работавших в ЛосАламосской лаборатории (США) над проектом атомной бомбы.

Протонно-нейтронная модель атомного ядра была предложена в 1932

г. советским физиком Д.Иваненко (1904г.р.) после открытия нейтрона. Протоны и нейтроны получили общее название нуклонов (nucleus – лат. ядро), т.е. ядерных частиц. Затем эта модель была развита немецким физиком В.Гейзенбергом (1901г.р.) в его работах по обменному взаимодействию нуклонов в ядре. В ядре нейтрон является стабильной частицей.

Масса нейтрона mn=1,6749543 10–27 кг=939,57 МэВ1838,6me1 а.е.м.

Масса нейтрона больше массы протона, он нестабилен (время жизни ~103 с, в ядре стабилен), распадается в свободном состоянии соответственно на

протон, электрон и антинейтрино n p + e+ν~e .

Виртуальная частица – электронное нейтрино νe (античастица – антинейтрино ν~e ) электронейтральна, имеет близкую к нулю массу, не

имеет массы покоя (всегда в движении со скоростью света с), спин ее равен спину электрона. Ее существование было предсказано впервые швейцарским физиком В.Паули (1900–1958) в 1930 г. из соображения выполнения законов сохранения (энергии и суммарного спина ядра) при β-распаде: в объяснение непрерывного энергетического спектра электронов при β-распаде и сохранения спина при сохранении числа нуклонов в ядре при β-распаде.

Время, за которое распадается половина первоначального количества нейтронов (период полураспада) Т1/2≈12 минут. Нейтрон, как и протон, имеет спин s=1/2 (фермион, подчиняется принципу запрета Паули). Несмотря на свою электрическую нейтральность, нейтрон также обладает собственным магнитным моментом, что говорит о наличии внутренней структуры у нейтрона.

Объяснение внутренней структуры было дано на основе представления о

кварковой структуре протона и нейтрона (см. далее). По современным

216

представлениям протоны и нейтроны состоят из кварков и глюонов, а атомное ядро – сложная система, состоящая из множества кварков, глюонных и мезонных полей, взаимодействующих друг с другом. Теоретическе описание атомного ядра – задача квантовой хромодинамики. В силу своей сложности эта задача пока не решена.

Общее число нуклонов (протонов и нейтронов в ядре) в ядре означается буквой А и называется массовым числом ядра. Число нейтронов в ядре

обозначают буквой N. Если учесть, что число протонов в ядре (зарядовое число) Z, то для числа нейтронов имеем

N=AZ. (18.1)

При описании атомного ядра и ядерных реакций, происходящих при небольших энергиях (≤ 1 ГэВ на нуклон) можно с хорошей точностью считать, что ядро состоит из вполне определенного числа нуклонов, движущихся с нерелятивистскими скоростями (v2/c2~0,1). Тогда размер ядра довольно точно определяется числом нуклонов в нем по формуле

R = R A1/ 3

, R (1,3 1,7) 1015

м.

(18.2)

0

0

 

 

Ядро элемента обозначают в виде ZA X , где Х – химический символ

данного элемента в периодической таблице Д.И.Менделеева, А – массовое число, Z – зарядовое число.

Ядра с одинаковыми Z, но разными А называются изотопами. Химические свойства элементов определяются валентными электронами. У изотопов число электронов одинаково, значит по своим химическим свойствам изотопы одинаковы. Большинство химических элементов имеет по нескольку стабильных протонов. Например, у водорода три изотопа:

обычный водород или протий 11H ; дейтерий 12H =12D; тритий 13H =31T .

Обычный водород и дейтерий стабильны, тритий – нестабилен, радиоактивен, его период полураспада Т1/2=12,35 года.

Ядра с одинаковыми А, но разными Z называются изобарами, например, 5023V и 2450Cr . Ядра с одинаковым числом нейтронов называются изотонами, например, 25He и 36Cr .

Опыт показывает, что масса ядра mя меньше, чем суммарная масса образующих ядро нуклонов. Разница между суммарной массой свободных нуклонов ядра и массой самого ядра называется дефектом массы ядра m . Объяснение этому дает релятивистская механика на основе формулы

Эйнштейна, связывающей массу тела с его энергией покоя W1 = mяc2 . С другой стороны, рассматривая ядро как систему нуклонов, по этой же формуле имеем W2 = (Zmp + (A Z)mn )c2 , где даны массы нуклонов в

свободном (вне ядра, несвязанном) состоянии. W2 W1 = ∆Wсв = ∆mc2 > 0 ,

217

это часть энергии, которая выделяется при образовании связей в ядре или которую необходимо затратить на разделение ядра на составляющие и удаление нуклонов друг от друга на расстояние, где они не взаимодействуют друг с другом. Дефект массы ядра

m = Zmp + (A Z)mn mя.

(18.3)

Массу ядер очень точно можно определить с помощью измерительных приборов – масс-спектрометров, разделяющих с электрическим и магнитным полями пучки заряженных частиц с разными отношениями заряд/масса Q/m. Ранее описывалось поведение заряженной частицы в магнитном поле в случае, если ее скорость направлена по нормали к вектору магнитной индукции: под действием силы Лоренца траекторией движения

является окружность Fл = QvB = v2 / R . Измеряя отклонение и особенности

траектории можно вычислить массу частицы.

Отношение энергии связи к числу нуклонов в ядре ∆Wназывается удельной энергией связи. Этой величиной удобно характеризовать устойчивость ядер: чем больше удельная энергия связи, тем устойчивей ядро. Для большинства ядер удельная энергия связи почти одинакова. Объясняется это тем, что нуклон в ядре взаимодействуют не со всеми нуклонами ядра, а только с ограниченным их числом. Это свойство называется насыщением ядерных сил.

Для легких ядер удельная энергия связи резко возрастает с ростом А. например, для дейтерия она равна 1,1 МэВ/нуклон, а уже для гелия составляет 7,1 МэВ/нуклон. Для ядер с массовыми числами А=50–60 удельная энергия связи максимальна и составляет 8,7 МэВ/нуклон. С дальнейшим ростом А удельная энергия связи немного уменьшается. Это объясняется возрастающей ролью кулоновского отталкивания для ядер с большим числом протонов. Для урана (А=235 или А=238) удельная энергия связи составляет 7,5 МэВ/нуклон. Отсюда следует энергетическая выгодность слияния (синтеза) легких ядер в одно более тяжелое ядро и деления тяжелых ядер на несколько более легких ядер. Так, например, в реакции слияния двух ядер дейтерия в ядро гелия выделяется энергия, равная 24 МэВ. Деление ядра с массовым числом А=240 (∆W=7,5 МэВ/нуклон) на два ядра с А=120 (∆W=8,5 МэВ/нуклон) привело бы к высвобождению энергии ∆W=(8,5–7,5)·240 МэВ=240 МэВ. Для сравнения, при сжигании угля в химической реакции C+O2 CO2+5 эВ выделяется всего 5 эВ энергии, что на 6–7 порядков меньше, чем в ядерных реакциях.

Какие же силы удерживают нуклоны вместе, сдерживая кулоновское отталкивание протонов в ядре? Ядерное взаимодействие между нуклонами получило название сильного взаимодействия. Термин «сильное» означает,

что это взаимодействие сильней кулоновского. Ядерные силы короткодействующие ~10–15 м. На расстояниях 0,5·10–15 м притяжение сменяется быстро растущим отталкиванием. Ядерные силы не зависят от

218

заряда нуклона, т.е. взаимодействие протона с протоном, нейтрона с нейтроном и протона с нейтроном одинаковы. Ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов. Так в ядре дейтерия – дейтроне – нейтрон и протон имеют спины, направленные в одну сторону. При противоположных спинах нейтрон с протоном отталкиваются. Ядерные силы не являются центральными. В частности, это следует из их зависимости от ориентации спинов. Ядерные силы обладают свойством насыщения, т.е. каждый нуклон в ядре может взаимодействовать с ограниченным числом соседей (об этом упоминалось выше). Из-за насыщения ядерных сил объемы ядер пропорциональны А – числу нуклонов в ядре (см. формулу (18.2)).

Современная теория сильного взаимодействия – квантовая хромодинамика – далека от завершения. Согласно гипотезе (1935 г.) японского физика Х.Юкавы (1907–1981, Нобелевская премия 1949 г.) в ядрах протоны и нейтроны с огромной быстротой обмениваются виртуальными частицами с массой 200–300me, называемых π -мезонами: в центре нуклонов находится ядро–керн радиусом 0,3·10–15 м, окруженный облаком из мезонов

π + (mπ+=273me,время жизни ~10–8c), π ( mπ-=273me, время жизни ~10–8c),

π 0 ( mπ0=264me, время жизни ~10–16c), при этом очень быстро протекают

реакции p ← →n +π + , n ← → p +π , p ← → p +π 0 , n ← →n +π 0 .

Время обмена нуклонов π -мезонами можно определить из соотношения неопределенностей Гейзенберга–Бора для энергии и времени Et h /(2π) , где E = mπ c2 – энергия покоя π -мезона.

Существуют множество моделей ядра, рассмотрим кратко лишь самые известные феноменологические (описательные), каждая из которых, тем не менее, является приближенной, описывающей не все, а лишь некоторые свойства ядер.

Гидродинамическая или капельная модель ядра была предложена впервые Я.Френкелем (1894–1952) и развита Н.Бором в 1939 г. Основное предположение модели: благодаря большой плотности нуклонов и сильному их взаимодействию ядро представляет собой каплю заряженной жидкости плотностью ~1017 кг/м3. При большой амплитуде колебаний поверхности капли происходит процесс деления ядра. В рамках модели получена формула зависимости энергии связи нуклонов в ядре, пояснены механизмы ряда ядерных реакций. Модель не объясняет особую устойчивость «магических» ядер и большинство спектров возбуждения ядер.

Оболочечная модель ядра разработана в 1940–50 гг. американским физиком М.Гёпперт–Майером (1906–1972) и немецким физиком Х.Йенсеном (1907–1973). Основное предположение модели: каждый нуклон движется независимо от других в некотором среднем потенциальном поле (яме), создаваемом остальными нуклонами (похоже на приближение самосогласованного поля электронов в ТТ). В силу сложности задачи функция потенциальной энергии подгоняется под экспериментальные данные. Подобно атомам ядра имеют дискретный спектр энергии.

219

Возбуждение ядра достигается переводом нуклона из занятого нижнего состояния с наименьшей энергией на свободное с большей энергией с учетом принципа запрета Паули для фермионов (протонов и нейтронов).

Оболочечная модель противоречит гидродинамической и потому они объясняют и не объясняют «диаметрально» противоположные свойства.

Обобщенная модель ядра разработана в 1950–53 гг. и соединяет в себе основные положения гидродинамической (капельной) и оболочечной моделей: внутренняя устойчивая часть ядра (остов) из внутренних нуклонов описывается капельной моделью, а движение внешние нуклонов – оболочечной. Ядро при взаимодействии внутренних и внешних нуклонов может вращаться, колебаться и деформироваться, что позволило объяснить особенности вращательных и колебательных спектров ядер.

18.2. Явление радиоактивности. Альфа- и бета-распад. Гамма-излучение. Эффект Мёссбауэра

Радиоактивностью называют свойства атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра (изменяя Z и А) путем испускания элементарных частиц и различных видов излучения. При одних и тех же закономерностях процессов различают радиоактивность естественную (природный фон природных неустойчивых изотопов) и искусственную (при инициируемых ядерных реакциях).

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком А.Беккерелем (1852–1908), который обнаружил спонтанное испускание солями урана неизвестного излучения (Нобелевская премия по физике 1903г.). Это излучение действовало на фотопластинку, ионизовало воздух, вызывало люминесценцию ряда веществ. В 1899 году Э.Резерфорд (1871–1937) электрическим методом показал, что излучение урана состоит, по крайней мере, из двух компонент. Одну, сильно поглощаемую, Э.Резерфорд назвал α-излучением, другую, слабо поглощаемую, он назвал β- излучением. В 1900 г. Викар открыл сильно проникающее радиоактивное излучение, которое стали называть γ- излучением.

Дальнейшие исследования А.Беккереля, Э.Резерфорда и супругов Пьера Кюри (1859–1906) и Марии Склодовской–Кюри (1867–1934) позволили установить физическую природу радиоактивных излучений: α-излучение представляет из себя ядра атомов гелия, β-излучение является потоком электронов, а γ-лучи есть не что иное, как очень коротковолновое электромагнитное излучение (Нобелевская премия по физике 1903г.).

В 1934 году Фредерик Жолио (1900–1958) и Ирен Жолио–Кюри (1897– 1956) (дочь П. и М.Кюри) открыли радиоактивный распад с излучением позитронов. Позитрон является античастицей электрона, в отличие от электрона он имеет положительный заряд. В 1932 году эта частица была

220

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]