ОСОБЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ: избегать прикосновения к счетчику и подходящим к нему проводам, поскольку напряжение питания счетчика составляет несколько сотен вольт; радиоактивный препарат должен храниться в свинцовом домике и извлекаться из него лишь на время измерений; по окончании измерений тщательно вымыть руки.
1). Подготовить установку к работе. Для этого:
- подключить ее к электросети 220 В;
- установить переключатель полярности сигнала в положение +;
- выбрать режим счета 1:1 и нажав клавишу «ПУСК», включить прибор;
- нажав клавишу «СБРОС», обнулить показания индикаторных ламп, приведя тем самым прибор в состояние готовности к измерениям.
Переключатели 2 служат (слева направо): «ВЫКЛ» - для включения/выключения прибора, «СБРОС» - для сброса показаний индикаторных ламп и возвращения их в нулевое положение, «ПУСК» и «СТОП» - для начала счета и его остановки, «50 Гц» - для проверки работоспособности прибора, «1:1» и «1:5» - для изменения скорости счета. Газовый счетчик размещен в выносном блоке 4.
 |
2). Измерить радиационный фон, регистрируемый счетчиком в отсутствие радиоактивного препарата. Для этого одновременно включить счетное устройство, нажав кнопку «ПУСК», и секундомер и накапливать импульсы на протяжении некоторого отрезка времени (обычно 3-5 минут). Результат занести в таблицу.
3). Поместить радиоактивный препарат на выносной блок с расположенным внутри его счетчиком и определить число импульсов (обычно за 2-3 минуты). Проделать измерения, поочередно помещая между препаратом и счетчиком алюминиевые пластины заданной толщины δ. Для повышения точности измерений, время накопления импульсов можно увеличивать по мере увеличения толщины пластин. Результаты измерений занести в таблицу.
4). На основании результатов измерений построить графики зависимостей числа зарегистрированных в единицу времени импульсов от толщины алюминиевых пластин в координатах [N, δ] и [ln(N-Nф), δ].
5). По графику [ln(N-Nф), δ] определить максимальную глубину проникновения β-частиц в материал δмакс.
6). По эмпирической формуле (4) рассчитать максимальную энергию β-частиц; рассчитать максимальную скорость β-частиц по формулам ньютоновской и релятивистской механики.
Таблица. Результаты эксперимента по поглощению β-частиц алюминием.
|
№ опыта |
Толщина алюминиевой пластины, (мм) |
Время измере-ний, (мин) |
Число импуль-сов |
Скорость счета N, (имп./мин) |
ln(N-Nф) |
|
1 |
0 (фон) |
||||
|
2 |
0,1 |
||||
|
3 |
0,2 |
||||
|
4 |
0,5 |
||||
|
5 |
1,0 |
||||
|
6 |
1,5 |
||||
|
7 |
2,0 |
Контрольные вопросы.
1. Описать основные процессы, проходящие при разных типах радиоактивного распада. Сформулировать правила смещения при радиоактивном распаде.
2. Каковы основные характеристики α и β-частиц?
3. Изобразить шкалу электромагнитных колебаний, указав на ней область γ-излучения.
4. Как квантование энергии ядер проявляется при радиоактивном распаде?
5. Получить формулу для числа ядер радиоактивного элемента в зависимости от времени и формулу для периода полураспада. Пояснить физический смысл входящих в формулы величин.
6. Получить формулы для расчета скорости β-частиц по их кинетической энергии в классической и релятивистской механике.
Литература:
1. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики. – М.: Высшая школа, 1970.
2. Корсунский М.И. Оптика. строение атома, атомное ядро. – М.; Наука, 1967.
3. Детлаф А. А. , Яворский Б. М. Курс физики: Учебн. пособие для втузов. - М.: Высшая школа, 1989.
4. Абрамов А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики. – М.: Атомиздат, 1977.
5. Жуковский. Практикум по ядерной физике. – М.; Высшая школа. 1975.
6. Лабораторный практикум по физике: Под ред. А. С. Ахматова – М.: Высшая школа, 1980.
Приложения
ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Основной задачей при проведении любого физического эксперимента является измерение различных физических величин. Измерение физической величины заключается в сравнении её с однородной физической величиной, принятой за единицу меры. За единицу меры длины, например, принят 1 метр, массы - 1 килограмм, силы тока - 1 Ампер и т.д.
При измерениях физических величин пользуются не самими эталонами физических величин, а измерительными приборами, которые тем или иным способом сверены с эталонами, хранящимися в государственных метрологических учреждениях. Это относится к приборам, с помощью которых измеряют длину (линейки, штангенциркули, микрометры), время (часы, секундомеры), массу (различного рода весы, гири), а также к электроизмерительным приборам (амперметры, вольтметры).
Сравнение измерительных приборов и инструментов с эталонами всегда сопровождается неточностью в их калибровке. Например, длина метровой линейки не совпадает с международным метром. Тут сказывается и несовершенство технологии изготовления линеек, и изменение длины линейки с изменением температуры и многое другое. Ясно поэтому, что с помощью измерительных приборов невозможно провести абсолютно точные измерения, т.е. установить истинное значение измеряемой величины. Результат измерения будет в большей или меньшей степени отличаться от истинного значения или, как принято говорить, будет содержать погрешность.
Приборные погрешности, о которых говорилось выше, принципиально неустранимы. Однако они являются лишь одним из видов погрешностей измерений. Кроме того, на результат измерения может оказать влияние множество различных внешних факторов (электрические и магнитные поля, вибрации, колебания температуры среды, давления, влажности и т.д.), несовершенство органов чувств, а также ограниченный характер наших знаний.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.