Порядок виконання роботи. 1 Увімкнути блоки експериментальної установки (4, 5, рис

1 Увімкнути блоки експериментальної установки (4, 5, рис. 12.1).

2 Визначити середній природний фон I_ф іонізуючого випромінювання в лабораторії, тобто середнє число іонізуючих частинок за хвилину, що потрапляють до лічильника Гейгера-Мюллера, за умови відсутності випромінювання від радіоактивного препарату. Цей фон існує за рахунок космічних променів, радіоактивності надр Землі. Природний фон завжди накладається на досліджуване випромінювання. Тому при будь-яких визначеннях істинної інтенсивності досліджуваного випромінювання необхідно його враховувати. Для знаходження I_ф необхідно провести 5 вимірювань числа іонізуючих частинок, що потрапляють до лічильника, за одну хвилину. Отримані значення записати у таблицю 12.1. Середнє значення та похибку знайти, використовуючи формули

,

. (12.7)

У цій формулі N=5 – кількість експериментів.

3 Визначити початкову інтенсивність випромінювання радіоактивного джерела з природним фоном I_0ф. Для цього встановити джерело випромінювання біля лічильника Гейгера-Мюллера, на шляху іонізуючих пластинок не повинно бути поглинаючих пластинок. Провести 5 вимірювань числа іонізуючих частинок, що потрапляють до лічильника, за одну хвилину. Отримані значення записати у таблицю 12.1. Середнє значення та похибку знайти, використовуючи подібні до (12.7) формули.

Таблиця 12.1

4 Не змінюючи положення радіоактивного джерела, визначити інтенсивність випромінювання радіоактивного джерела з природним фоном I_1ф, якщо на шляху іонізуючих частинок розміщена пластинка відомої товщини. Для цього встановити між джерелом випромінювання та лічильником Гейгера-Мюллера одну поглинаючу пластинку. Провести 5 вимірювань числа іонізуючих частинок, що потрапляють до лічильника, за одну хвилину. Отримані значення записати у таблицю 12.1. Середнє значення та похибку знайти, використовуючи подібні до (12.7) формули. У таблицю 12.1 записати товщину пластинки.

5 Не змінюючи положення радіоактивного джерела, визначити інтенсивність випромінювання радіоактивного джерела з природним фоном I_2ф, якщо на шляху іонізуючих частинок розміщено дві пластини відомої товщини. Для цього встановити між джерелом випромінювання та лічильником Гейгера-Мюллера дві поглинаючі пластинки. Провести 5 вимірювань числа іонізуючих частинок, що потрапляють до лічильника, за одну хвилину. Отримані значення записати у таблицю 12.1. Середнє значення та похибку знайти, використовуючи подібні до (12.7) формули. У таблицю 12.1 записати товщину двох пластинок.

6 Обчислити відповідні інтенсивності без природного фону, а також їх похибки:

I₀=I_0ф–I_ф,

I₁=I_1ф–I_ф,

I₂=I_2ф–I_ф,

,

,

. (12.8)

Результати занести у таблицю 12.1.

7 Використовуючи формулу (12.2), обчислити лінійний коефіцієнт поглинання радіоактивного випромінювання досліджуваної речовини та його похибку у випадку, коли проводили дослідження з однією пластинкою. Тобто

, . (12.9)

Візьмемо, що мм.

8 Використовуючи формули, аналогічні до (12.9), обчислити лінійний коефіцієнт поглинання радіоактивного випромінювання досліджуваної речовини та його похибку у випадку, коли проводили дослідження двох пластинок. А саме

,
. (12.10)

Візьмемо, що мм.

9 За результатами роботи зробити висновки, в яких навести результати вимірювань лінійного коефіцієнта поглинання радіоактивного випромінювання речовиною пластин у вигляді μ=<μ>±Δμ. З’ясувати, чи збігаються ці значення для двох випадків.

5 Контрольні питання

Під час підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити:

– теоретичний матеріал із теми “Радіоактивність” за конспектом лекцій та підручниками [3, 5, 6];

– матеріал, що поданий вище, до цієї лабораторної роботи.

Для перевірки теоретичної підготовки до лабораторної роботи дати відповіді на такі питання:

1 Закон радіоактивного розпаду (доведення). Середній час життя, період напіврозпаду, активність радіоактивної речовини (доведення). Види радіоактивного розпаду.

2 Альфа-розпад. Енергія α-частинок. Теорія Гамова-Герні-Кондона.

3 Бета-розпад. Види бета-розпаду. Енергія α-частинок. Теорія Фермі. Слабка взаємодія.

4 Описати відомі Вам характеристики інтенсивності радіоактивного випромінювання.

5 Описати принцип роботи лічильника Гейгера-Мюллера.

6 Зобразити схему експериментальної установки та пояснити принцип її роботи.

7 Довести формулу (12.2).

8 Довести формулу (12.9).

Список літератури

1. Сивухин Д. В. Общий курс физики: в 3 т. – Т.3: Электричество / Д. В. Сивухин. – М.: Физматлит, 2004. – 656 с.

2. Савельев И. В. Курс физики: в 3 т. – Т.2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1989. – 469 с.

3. Савельев И. В. Курс физики: в 3 т. – Т.3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1989. – 304 с.

4. Бушок Г. Ф. Курс фізики: в 2 кн. – Кн. 1: Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм / Г. Ф. Бушок, В. В. Левандовський, Г. Ф. Півень. – К.: Либідь, 2001. – 448 с.

5. Бушок Г. Ф. Курс фізики: в 2 кн. – Кн. 2: Оптика. Фізика атома і атомного ядра. Молекулярна фізика і термодинаміка / Г. Ф. Бушок, Є. Ф. Венгер. – К.: Либідь, 2001. – 424 с.

6. Фізика: конспект лекцій /укладач О. В. Лисенко. – Суми: Вид-во СумДУ, 2010. – Ч.2. – 242 с.

7. Руководство к лабораторным занятиям по физике /под. ред. Л. Л. Гольдина.– 2-е изд., перераб. – М.: Наука, 1973. – 688 с.

8. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни “Загальна фізика” для студентів усіх спеціальностей та форм навчання / укладачі: О. В. Лисенко, І. В. Губанов. – Суми: Вид-во СумДУ, 2003. – Ч.2. – 84 с.

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Поиск по сайту: