Лабораторная работа по теме: «Изучение треком заряженных частиц» - Физика атомного ядра - Квантовая физика

Цели: провести идентификацию заряженной частицы по результатам сравнения ее трека с треком протона в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле.

Оборудование: необходимые средства измерения.

Ход урока

Работа провидится с готовой фотографией треков двух заряженных частиц. Трек I принадлежит протону, трек II - частице, которую надо идентифицировать. Линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости фотографии. Начальные скорости обеих частиц одинаковы и перпендикулярны краю фотографии.

Идентификация неизвестной частицы осуществляется путем сравнения ее удельного заряда q/m с удельным зарядом протона. Это можно сделать, измерив и сравнив радиусы треков частиц на начальных участках треков. Действительно, для заряженной частицы, движущейся перпендикулярно вектору индукции магнитного поля, можно записать:

Из этой формулы видно, что отношение удельных зарядов частиц равно обратному отношению радиусов их траекторий.

Радиус кривизны трека частицы (см. рис. 103) определяют следующим образом.

Накладывают на фотографию лист прозрачной бумаги и переводят на нее трек (это нужно делать осторожно, чтобы не повредить фотографию).

Вычерчивают, как показано на рисунке, две хорды и выставляют к этим хордам в их серединах перпендикуляры. На пересечении перпендикуляров лежит центр окружности; ее радиус измеряют линейкой.

Подготовка к проведению работы

1. Подготовить бланк отчета с таблицей для записи результатов измерений и вычислений.

2. Перенести на кальку треки частиц с фотографии.

Проведение эксперимента, обработка результатов измерений

1. Измерить радиусы кривизны треков частиц, скопированных на кальку, на их начальных участках.

2. Сравнить удельные заряды неизвестной частицы и протона. Идентифицировать частицу по результатам измерений.

Контрольные вопросы

1. Как направлен вектор магнитной индукции относительно плоскости фотографии треков частиц?

2. Почему радиусы кривизны на разных участках трека одной и той же частицы различны?