- •Ханты-мансийского автономного округа
- •Сургутский государственный университет хмао
- •Содержание
- •Третий закон для абсолютно черного тела. Закон смещения Вина.
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика проведения эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Методика измерений и обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Задание 1. Проверка закона Столетова
- •Задание 2. Проверка формулы Эйнштейна
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов.
- •Контрольные вопросы
- •Рассмотрим подробно рис. 4.3,(в) – область контакта 1-го и 2-го металлов.
- •Описание экспериментальной установки
- •Задание
- •Порядок выполнения работы
- •Для первой пары металлов (м1 – м2)
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5
- •Металлы
- •Полупроводники
- •Экспериментальная установка
- •Практические задания
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Использование полупроводникового диода для измерения е полупроводника
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Обратной абсолютной температуре
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Лабораторная работа № 7 изучение закона радиоактивного распада
- •Теоретическая часть
- •Описание экспериментальной установки
- •Методика измерения Задание 1. Определение радиоактивного фона
- •Экспериментальные данные для определения радиоактивного фона
- •Задание 2. Определение постоянной распада
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Поглощение -квантов веществом. Свойства -излучения
- •Экспериментальная установка.
- •Методика регистрации -излучения
- •График зависимости интенсивности поглощения - квантов от толщины образца. Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •628400, Россия, Ханты-Мансийский автономный округ,
Поглощение -квантов веществом. Свойства -излучения
При прохождении излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка в результате его взаимодействия с атомами вещества. Степень взаимодействия, т.е. ослабление интенсивности пучка, с одной стороны, определяется свойствами вещества – его плотностью, размером атомов и т.п., а с другой – свойствами самого излучения.
Из разных видов радиоактивного излучения наиболее сильно должны взаимодействовать с веществом массивные заряженные -частицы, их проникающая способность минимальна. -лучи представляют собой поток нейтральных и не обладающих массой покоя фотонов, испытывают наименьшее взаимодействие с веществом и поэтому обладают наибольшей проникающей способностью.
Ослабление -лучей при распространении в веществе обусловлено в основном тремя процессами взаимодействия:
фотоэффектом;
комптоновским рассеянием;
образованием электрон-позитронных пар в поле ядра.
1. При фотоэффекте энергия -кванта целиком поглощается атомом. Вероятность этого процесса велика только при сравнимых значениях энергии кванта и энергии связи электрона в атоме. Энергия же -кванта в сравнении с фотонами оптического диапазона очень велика. Поэтому в фотоэффекте могут принимать участие, с одной стороны, только электроны самых глубоких внутренних оболочек атома, а с другой – -кванты самой малой энергии. При увеличении энергии -лучей вероятность фотоэффекта быстро падает.
2. В широком диапазоне средних энергий -квантов основную роль в ослаблении интенсивности -лучей играет эффект Комптона: рассеяние -квантов на свободных или слабо связанных с атомами электронах. В результате этого процесса вместо первичного -кванта появляется летящий в другом направлении рассеянный -квант, причем часть энергии получает электрон отдачи. После ряда столкновений квант теряет большую часть своей энергии и в конце концов поглощается.
3. В процессе поглощения -квантов с образованием электрон-позитронной пары е+ + е– энергия кванта расходуется на создание этих двух частиц и на сообщение им кинетической энергии. Минимальная энергия, которая необходима для этого процесса, составляет 2 m0c2, т.е. 1,022 МэВ, так что этот процесс существует лишь для -лучей очень большой энергии (m0 – масса покоя электрона с – скорость света).
Взаимодействие фотонов с частицами вещества носит статистический характер: число актов взаимодействия пропорционально наличному числу квантов (интенсивности излучения) и числу частиц, способных взаимодействовать. Поэтому изменение (убыль) интенсивности излучения dI в малом слое толщины dx пропорционально dx и интенсивности падающего на данный слой излучения I:
dI = – Idx. (8.2)
Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом поглощения.
Интегрируя уравнение (8.2) с учетом начальных условий (I = I0 при х = 0), получим:
I = I0 е – Х (8.3)
рис 8.1.График зависимости интенсивности поглощения - квантов от толщины образца.
Экспоненциальную зависимость (8.3) удобно изобразить в полулогарифмических координатах, отложив по оси абсцисс толщину поглотителя, а по оси ординат ln , получив линейную зависимость. По этому графику легко определить коэффициент поглощения (рис. 8.2).
Преобразуем формулу 8.3. прологарифмируем ее:
μx=
μx=
если I=Io, то M – величина коэффициента поглощения имеет смысл обратному значению толщин образца (X), при которой интенсивность - излучения уменьшается в е раз (е = 2,72). Воздействие - излучения на вещество определяется дозой излучения.
За единицу дозы излучения - квантов принят в СИ один рентген – это доза излучения, при которой в объеме - 1,29·10-6 кг воздуха образуются ионы с суммарным зарядом в каждого знака, т.е. 1р=2,579·10-4 /кг.
Различные типы излучения (рентгеновские лучи, - лучи) по разному воздействуют на биологические объекты, поэтому существует несколько определений 1 рентгена дозы облучения.
В случае преобладания комптоновского рассеяния удобно пользоваться так называемым массовым коэффициентом ослабления где – плотность вещества. Он характеризует ослабление -лучей единицей массы вещества.
Поскольку комптоновский эффект обусловлен столкновением квантов с внешними электронами атомов, ослабление пучка зависит прежде всего от концентрации электронов. Но концентрация электронов в веществе приблизительно пропорциональна его плотности, и поэтому в рассматриваемом случае коэффициент не должен практически зависеть от рода вещества. Получение такого результата в эксперименте свидетельствует о преобладающей роли комптоновского рассеяния.