Teema: Laboritöö “Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil. Laboritöö "Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil" (11. klass)

20.09.2019

Tunni tüüp: Praktiline tund, kus kasutatakse uurimisülesandeid mikroosakeste tuvastamise probleemi realiseerimiseks.

Töö korraldamise meetod: Koostööõpe väikestes roteeruvates rühmades.

Õppetunni kestus: 2 õppetundi.

Klass: 11.

Tunni eesmärgid ja eesmärgid:

Õpetage õpilasi uurima laetud osakeste jälgi nende pikkuse, paksuse ja kõveruse järgi magnetväljas. Õpetage valmisfotode abil tuvastama osakesi jälgede järgi: arvutage osakeste erilaenguid, impulsse, energiaid, määrake laengu märk, kasutades erinevaid meetodeid jälgede kõverusraadiuste mõõtmiseks, kaldpõrgete arvutamise meetodeid. tuginedes impulsi ja energia jäävuse seadustele ning mikroosakeste energia määramine antud keskkonnas kõverate “läbisõit-energia” abil.
Jätkata praktiliste oskuste ja intellektuaalsete võimete kujundamist mikroosakesi iseloomustavate füüsikaliste suuruste mõõtmiseks (“kaaluvad maailmad ja aatomid…”).
Soodustada õpilaste mõtlemise arengut, aktiveerumist kognitiivne tegevus osaotsingu meetodi abil probleemsituatsiooni lahendamisel uurimisülesannete abil erinevad tasemed keerukus (isiklikult orienteeritud); soodustada õppeprotsessi edasist diferentseerumist ja individualiseerimist.
Arendada õpilastes oskust üldistada ja süstematiseerida fotodel esinevate jälgede analüüsimisel saadud teavet, teha järeldusi ja järeldusi ning valida tõendeid esitatud väidete kohta.
Jätkata maailmavaatelise idee kujundamist mikromaailma nähtuste ja omaduste tunnetavuse kohta. Õpetada õpilasi tuvastama põhjus-tagajärg seoseid mikromaailma nähtuste tunnetavuses, paljastama mikroobjekte puudutava informatsiooni olulisust teaduse ja tehnoloogia jaoks.
Jätkata arendustööd suhtlemisoskusedüksikisikud, kasutades roteeruvates rühmades ülesannete täitmisel paarisrühmatööd. Edendada koostööd paarides ja rühmades, luua tingimused nii kogu rühma jaoks olulise teabe iseseisvaks hankimiseks kui ka kavandatavast ülesandest üldise järelduse väljatöötamiseks.

Hinnatud:

Õppeedukus (üldine järeldus – rühmaedu, individuaalne töö ülesande kallal – igaühe edu).
Edu koostöös:
a) Vastastikune abi.
b) Oskus probleeme ühiselt lahendada.
c) Oskus teha ühiseid järeldusi.

Materjalid ja varustus:

Fotod laetud osakeste jälgedega, jälituspaber, mikrokalkulaatorid, joonlauad, kolmnurgad, kompassid, info- ja metoodilised materjalid. Ettekanne “Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil”, CD “Open Physics” LLC “PHYSIKON”, 1996-2001, (toimetanud MIPT professor S.M. Kozel)

Tundide ajal:

Õpetaja avasõna: Aatomid ja mikroosakesed on nii väikesed, et mitte ainult ei saa neid ühegi meie meelega tajuda, vaid neid ei saa ka elektronmikroskoobiga eristada. Kust me selle saame? detailne info mikrokosmose kohta? Miks me räägime nii enesekindlalt aatomite, tuumade ja elementaarosakeste omadustest ja parameetritest? Kui füüsikud ütlevad, et mikromaailma objektid on üliväikesed (võrdluseks: mikroosake – õun – maakera), liiguvad tohutu kiirusega ja mikromaailmas toimuvad protsessid on ülimalt põgusad, siis kuidas nad seda infot hankivad, kuidas suurusi mõõdavad. iseloomustavad mikroosakesed? Milliseid seadmeid kasutatakse? Kuidas on kehtestatud tuuma vastasmõju seadused? Pole kahtlust, et mikromaailma seadused on teada; Mikromaailma füüsikas on palju lahendamata probleeme, kuid tänapäeval on see inseneriteadus. Teadlased on ehitanud laseri, ammutanud unustusest tuumaenergiat tuumareaktori ehitamisega ja ühiselt püüavad lahendada juhitava termotuumasünteesi probleemi, tänapäeval on kunstlikult loodud transuraanielemente ja radioaktiivseid isotoope. Mis on tuumafüüsika kõige olulisemate avastuste “köök”?

1.Teoreetikute rühma tehtud töö aruanne.

Õpetaja avasõna: Teadlane-eksperimentaator määrab peentundliku aparatuuri abil, nägemata mikroosakest ennast, selle ainesse jäetud jälgede põhjal nii osakese läbimise fakti kui ka parameetrid ja omadused (laeng, mass, energia; kuidas see liikus). , kas toimus kokkupõrge ja milline on selle tulemus jne) mikroosakesed. Erinevate seadmete tööpõhimõte on erinev, kuid kõigile on omane aine (selle jälgede) läbimisel mikroosakeste poolt tekitatud mõjude võimendamine väärtusteni, mis võivad mõjutada meie meeli.

Sõnum 1. Mikroobjektide koostoime ainega. Laetud osakeste – kvantide ja neutronite – registreerimise meetodid.

http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/new/a11.htm
http://uc.jinr.ru/librarykul.htm

Sõnum 2. Jälgimisseadmete tööpõhimõte, nende eelised ja puudused. , ,

Sõnumi materjale saab Interneti-ressursist

http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/new/a15.htm
http://www.n-t.org/ri/kr/mg11.htm
http://www.smb-support.org/bp/arhiv/2/det.htm http://www.krugosvet.ru/articles/22/1002278/1002278a4.htm

Õpetaja avasõna: Eksperimentaalsete andmete esmast töötlemist teostab tuumafüüsika valdkond, mida nimetatakse elementaarosakeste muundamise kinemaatikaks. Kinemaatika ei sea ülesandeks lahti harutada kõiki osakestevaheliste suhete, looduse sümmeetria jms saladusi, vaid võimaldab üldistel füüsikalistel mõistetel ja seadustel, mis põhinevad täpsetel arvutustel ja arvutustel, mõõta parameetreid. mikroosakesi ja neid tuvastada, aitab näha, mida aparaat ei suuda; kinemaatikateadmistega relvastatud füüsik näeb kordades rohkem ja mõnikord on tal ettenägemise anne (uute mikroosakeste avastamine).

Sõnum 3. Laetud osakeste jälgede uurimine.

Sõnumi materjali saab Interneti-ressursist http://sm.aport.ru/scripts/template.dll?r=%E4%EB%E8%ED%E0+%F2%F0%E5%EA%EE% E2+% E7%E0%F0%FF%E6%E5%ED%ED%FB%F5+%F7%E0%F1%F2%E8%F6& id=46355972&Rt=4&Site=1& DocNum=1&DocID=5834849&HID=4
http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1169723 (Positroni avastamine: ajalooline teave) http://cnit.ssau.ru/organics/chem1/22_kvmex.htm (Mikroosakeste liikumine kvantmehaanika seisukohast).

Õpetaja avasõna: Jäävusseadused mängivad tuumafüüsikas erilist rolli: need on nii teadmiste instrument kui ka tõe kriteerium (kui instrumendid näitavad, et energia või impulss pärast interaktsiooni või transformatsiooni ei säili, tähendab see, et tuvastamata osakesi oli üks või isegi mitu ). Makrokosmosest mikrokosmosesse üleminekul hakkavad jäävuse seadused toimima eriti tõhusalt. Mikrokosmoses kehtib põhimõte: „Kõik, mis pole looduskaitseseadustega keelatud, tuleb tingimata ette.

Sõnum 4. Laetud osakeste liikumine magnetväljas. (CD" Avage Füüsika”)

Sõnumi materjale saab Interneti-ressursist

http://www.ispu.ru/library/physics/tom2/3_1.html
http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1174896 (Skobeltsyn D.V.: elulooline teave)
http://kvant.mccme.ru/1979/04/dvizhenie_zaryazhennyh_chastic_v_elektricheskom_i_magnitnom_polyah.htm

Sõnum 5. Tuumafüüsika jäävusseadused. Mikroosakeste kokkupõrgete uurimise metoodika. , ,

Sõnumi jaoks materjali saab hankida Interneti-allikast.

http://www.college.ru/physics/op25part2/content/chapter6/section/paragraph8/theory.html
http://www.philsci.univ.kiev.ua/biblio/Lakatos/11-2.html (Säilitusseaduste roll tuumafüüsikas).

Töö mikrorühmades teoreetikute juhendamisel.

Õpetaja avasõna: Kaasaegne füüsika, mis põhineb matemaatilistel uurimismeetoditel koos füüsikaliste katsetega, võimaldab "lennult" mõõta ja tuvastada peaaegu "mõõtmatuid" - elementaarosakesi. Kui sul pole võimalust seda ise teha ja kontrollida, siis tekib arusaamise illusioon. Teabe hankimise mehhanismi mõistmiseks soovitan täita järgmised ülesanded:

1. harjutus. Tuvastage osakesed nende jälgede järgi magnetväljas. Õppige hindama mikroosakeste liikumist raja paksuse ja kumeruse järgi.

2. ülesanne. Tuvastage osakesed nende jälgede järgi magnetväljas. Õppige määrama mikroosakeste laengu märki, liikumissuunda, kineetilise energia muutust.

3. ülesanne. Uurige fotosid, mis sisaldavad lagunevaid tähti. Õppige tuvastama lagunemise tuumasid. Kinnitage radade kõverusraadiuste ligikaudse määramise meetodite objektiivsust.

Fotol (joonis 1) on aatomituumade (nn lagunemistähed) lagunemise käigus tekkinud osakeste jäljed pilvekambris. Tuumade lagunemise põhjustab noolega näidatud suunas liikuvate neutronite toime, mille energia on 90 MeV. Pildil on kolm lagunevat "tähte" ja ühe prootoni kogu ulatus esialgse kineetilise energiaga 1,8 MeV. Kaamera asetatakse ühtlasesse magnetvälja, mille induktsioon on 1,3 Teslat, mis on suunatud fotoga risti.

Valik 1.

Uurige rada ja määrake prootoni liikumissuund.

Kasutades teadaolevat prootonienergiat, arvutage ringi raadius punktis esialgne etapp tema liigutusi.

Mõõtke ringi raadiust prootoni liikumise algfaasis ühel järgmistest viisidest. Tehke järeldus selle kasutamise seaduslikkuse kohta.

Miks prootonraja kõverus liikumise lõpu poole muutub? Kinnitage oma oletus arvutustega.

Tähtede lagunemises A tekkis reaktsioon: ? + n > 3n + 2H + 2He. Viige reaktsioon lõpule ja tehke kindlaks, millised tähest lähtuvad jäljed kuuluvad prootonitele ja millised? - osakesed.

2. võimalus.

Määrake välja joonte suund magnetväli. Miks liigub prooton ühtlases magnetväljas ringkaares, samas kui teiste osakeste jäljed on kõverad?

Märkige põhjused, miks osakeste jälje paksus ja kumerus jooksu lõpu poole suureneb.

Mõõtke prootoni raja kõverusraadiused alg- ja viimased etapid liikumist ja arvutada selle hoog raja alguses ja lõpus. Milline on prootoni impulsi muutus? Kas tulemus kinnitab teie oletust?

Kuidas saab lagunemise tuuma tuvastada osakeste jälgede järgi, mis moodustavad lagunemistäh? Milliseid seadusi tuleks kohaldada?

Milline tuum lagunes punktis V neutronite mõjul, kui tähe keskpunktist väljuvad nelja jäljed A- osakesed? Miks on rajad 1 ja 2 erineva pikkuse ja paksusega?

Ülesanded kontrollimiseks.

Kuidas muutuvad osakeste energia ja impulss, kui nad liiguvad materiaalses keskkonnas? Kui jäljed peatuvad, kas see tähendab, et osakesed peatuvad?

Kui objektiivne on teie arvates radade kõverusraadiuste ligikaudse määramise meetod?

Kuidas saab lagunemise tuumasid tuvastada? Millised tuumareaktsioonides kehtivad füüsikaseadused aitavad seda teha?

Kuidas saada teavet lagunemissaaduste kohta, kui on teada lagunemise tuumad?

4. ülesanne.Õpi analüüsima relativistlike osakeste liikumist (positroni näitel).

5. ülesanne.Õppige analüüsima fotosid mikroosakeste ("kahvlite") kokkupõrgetest, rakendades impulsi ja energia jäävuse seadusi.

6. ülesanne. Kontrollige impulsi jäävuse seaduse teostatavust mikroosakeste kokkupõrke ajal ja määrake kokkupõrke iseloom (elastne, mitteelastne).

Foto (joonis 2) näitab koostoimet A- mõne tuumaga osakesed, mida vaadeldakse fotoemulsioonimeetodil. Seos osakese energia ja selle tee pikkuse vahel fotoemulsioonis on näidatud eksperimentaalselt saadud kõveratel “läbisõit – energia” (graafik 1 – A- osakesed). Fotol kujutatud osakeste relativistlikke efekte võib tähelepanuta jätta.

Valik 1.

Mõõtke hajumise nurk A-osakesed. Millised roomikute omadused võimaldavad eristada hajumise ja tagasilöögi nurki?

Määrake läbisõit A- osakesed pärast kokkupõrget millimeetrites ja skaalat kasutades väljendada seda mikromeetrites.

Defineerige energia A- osakesed pärast kokkupõrget (MeV-des), kasutades “kaugus – energia” kõveraid (joonis 1).

Miks vastab osakeste energia teatud väärtus antud keskkonnas kindlale teepikkusele? Kas pakutud läbisõidu-energia kõveraid on võimalik kasutada A-pilvekambris liikuvad osakesed?

Arvuta impulss A-osakesed pärast kokkupõrget, pidades seda mitterelativistlikuks osakeseks.

2. võimalus.

Tehke foto järgi kindlaks, millistele osakestele jäljed kuuluvad. Tuvastage tagasilöögi südamik.

Määrake tagasilöögi südamiku kaugus pärast kokkupõrget millimeetrites ja väljendage see skaala abil mikromeetrites.

Kuidas sõltub raja pikkus kandja omadustest? Mis on fotoemulsioonimeetodi eelis teiste laetud osakeste jälgede salvestamise meetodite ees?

Määrake tagasilöögi tuuma energia pärast kokkupõrget (MeV-des), kasutades reisi-energia kõveraid (joonis 2).

Arvutage tagasilöögituuma impulss pärast kokkupõrget, eeldades, et see on mitterelativistlik osake.

3. võimalus.

Kuidas mõjutab kiirguse olemus raja pikkust homogeenses keskkonnas, näiteks fotograafilises emulsioonis? Mis määrab teatud tüüpi osakeste raja pikkuse?

Määrake läbisõit A-osake enne kokkupõrget ja hinnata selle energiat “kaugus – energia” kõverate abil. Mis on selle energia määramise meetodi puuduseks?

Määrake läbisõit ja kineetiline energia A-osake piki "kaugus-energia" kõveraid pärast kokkupõrget ja arvutage nende andmete põhjal kineetiline energia A-osakesed enne kokkupõrget. Võrrelge saadud tulemusi, hinnake iga meetodiga kineetilise energia määramise usaldusväärsust.

Määratlege hoog A-osake enne selle kokkupõrget tagasilöögi tuumaga, loendamine A-osake on mitterelativistlik osake. Kuidas seda tõestada A-kas osakest võib pidada mitterelativistlikuks osakeseks?

Kas fotodelt on võimalik eristada elastseid kokkupõrkeid mitteelastsatest?

Ülesanded kontrollimiseks.

Kandke osakeste jäljed jäljepaberile ja konstrueerige teatud mõõtkavas (4 mm - 10 kg m/s) osakeste impulsi vektorid. Kasutades rööpkülikureeglit, leidke resultantimpulss.

Kontrollige, kas selles interaktsioonis on impulsi jäävuse seadus täidetud. Millisel juhul saame öelda, et impulsi jäävuse seadus on täidetud?

Tehke kindlaks osakeste interaktsiooni olemus (elastne, mitteelastne), võrreldes osakeste kogu kineetilist energiat pärast interaktsiooni kineetilise energiaga A-osakesed enne kokkupõrget. Mille põhjal saame teha järelduse kokkupõrke olemuse kohta?

Milline Lisainformatsioon Kas on võimalik saada teavet osakeste kohta radade tüübi järgi?

Ülesanne 7.Õppige analüüsima mikroosakeste ("kahvlite") kokkupõrgete fotosid, kasutades "läbisõidu-energia" kõveraid antud keskkonnas.

Töökorraldus: iga katsetajate rühm saab ühe ülesande, iga rühmaliige täidab oma osa ülesandest (valik). Rühm teoreetikuid annab nõustavat abi. Pange tähele: nii rühma- kui ka kollektiivse töö tulemused sõltuvad iga inimese töö tulemustest. Teisalt saab igaüks teist nii grupi kui ka kollektiivse iseseisva töö tulemusi kasutada järgnevates tegevustes. Seetõttu on ülimalt oluline mitte ainult teie õppeedukus, vaid ka edu koostöös.

3. Kokkuvõtete tegemine

Rühmajuhtide aruanne ülesande täitmisest (vt kontrolli ülesanded), rühma- ja kollektiivtöö tulemuste arutelu ja süntees. Kollektiivse iseseisva töö tulemuste kasutamine enesekontrolli ülesannete täitmisel

Lõpusõnad õpetajalt: Tänases tunnis puutusime kokku ainult ühe mikromaailma füüsika valdkonnaga, kuid ma arvan, et see kontakt muudab teid "nägevamaks", sest olete õppinud näiliselt täiesti identsetelt fotodelt teavet ammutama. Nüüd saate hinnata inimmõistuse jõudu, leidlikkust ja leitud lahenduste geniaalset lihtsust, mis põhinevad paljude põlvkondade teadlaste pühendunud tööl.

Milliseid mikromaailma füüsika uuringuid täna tehakse? Milliseid probleeme tuleb tulevikus lahendada? Tänaseks on mõõdetud seda, mida on lihtne mõõta. Peame õppima mõõtma "mõõtmatut". See probleem on probleemiga tihedalt seotud edasine areng mõõtmistehnikad, uute teoreetiliste vaadete ja arvutusaparaadi meelitamine. Mõõtmiste täpsust on vaja parandada. Tuumakonstantide mõõtmise täpsuse suurenemine on seotud näiteks sama tüüpi elementaarosakeste identsuse probleemi lahendamisega (näiteks mõõtmiste täpsuse suurenemisega). aatomi massid, avastati isotoobid). Asjakohased on väga haruldaste protsesside salvestamise ja elementaarosakeste struktuuri eksperimentaalse uurimise jm probleemid.

Praegu seisab teadlaste ees mitte niivõrd "maailmamasinate" - kiirendite - ehitamine uues energiavahemikus teabe kogumiseks, vaid pigem olemasoleva teabe töötlemise ja korrastamise, selle igakülgse analüüsi ja sidusa süsteemi ülesehitamine. teadmised uurimisainest – teooriast. Võimalik, et optimaalne viis on intensiivistada teoreetiline uurimus elektroonilise arvutustehnoloogia abil, arvutuslike “katsete” kasutamisel.

Millist kasu annab mikrofüüsika edasiarendamine ühiskonnale tervikuna? Kuidas selle saavutusi tootmissektoris rakendada? Kuni selle arendamiseks tehtavate kulutuste suurendamine aitab kaasa inimkonna üldistele huvidele ja ühiskonna kui terviku arengule? Kas mikrofüüsika tähtsus piirdub selle ideoloogilise rolliga? Need on vaieldavad küsimused, millele saab vastata ainult tulevik. Kuid nagu kogemus näitab, on fundamentaalteaduste avastustel otsustav mõju tehnoloogiale ja ühiskonna arengule.

4. Kodutöö

Täitke ülesanne "Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil", kasutades joonist fig. 8.16 füüsikaõpiku 11. klassile, toim. A.A. Pinsky füüsika süvaõppega koolidele ja klassidele. Milliseid küsimusi saab esitada ja lahendada pakutud lugusid analüüsides?

(Pikaajaline). Individuaalne ülesanne probleemide lahendamiseks. Nõustamisabi leiate Interneti-ressursist http://www.ibmh.msk.su/vivovoco/quantum/2001.01/PRKT_1_01.PDF

Tunni ettevalmistamisel kasutatud kirjandus:

N.A. Rodina. Koolis aatomituuma füüsika õppimine. M.: Haridus, 1966.
N.A. Rodina. Aatomituuma füüsika. M.: Haridus, 1976.
A. I. Bugajev, V. I. Savtšenko. Tuumafüüsika alased laboritööd X klassi töötoas. /Füüsika koolis. 1975, nr 2. Lk. 54-61.
A. I. Bugajev, V. I. Savtšenko. Paksukihiliste fotoemulsioonide meetod tuumafüüsika õppekatses. / Füüsika koolis. 1977, nr 2.Lk. 64-68.
Frontaalsed katseülesanded füüsikas: 10. klass: Didaktiline materjal: Õpetaja käsiraamat / V. A. Burov, A. I. Ivanov, V. I. Sviridov; Ed. V. A. Burova. M.: Haridus, 1987.
Kvantfüüsika. E. Vikhman. Tõlge inglise keelest, Nauka kirjastuse füüsikalise ja matemaatilise kirjanduse peatoimetus, 1974.
I. Bekkerman. Nähtamatu jätab jälje. M.: Atomizdat, 1970.
F. S. Zavelsky. Maailmade, aatomite ja elementaarosakeste kaalumine. M.: Atomizdat, 1970.
A. I. Abramov. "Mõõtmatu" mõõtmine. M.: Atomizdat, 1972.
G. I. Kopylov. Lihtsalt filmikunst. M.: Nauka, 1981 (Raamatukogu “Kvant”).
A. A. Borovoy. Kuidas osakesi tuvastatakse. M.: Nauka, 1981 (Raamatukogu “Kvant”).
E. I. Dubova. Elementaarosakeste salapärane maailm. M.: Atomizdat, 1979.
V. M. Deryabin. Jäävusseadused füüsikas. M.: Haridus, 1982 (Teadmiste maailm).
Artiklid ajakirjast “Kvant” jt.

Laboratoorsed tööd

"Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil"

Töö eesmärk : arendada põhioskusi ja -oskusi laetud osakeste jälgede fotode analüüsimiseks

Ülesanne 1. Pilvekambris saadud laetud osakeste jälgede uurimine.

Varustus : fotod pilvekambris saadud laetud osakeste jälgedest.

2. ülesanne. Mullikambris saadud laetud osakeste jälgede uurimine.

Varustus : fotod mullikambris saadud laetud osakeste jälgedest.

3. ülesanne. Fotoemulsioonis saadud laetud osakeste jälgede uurimine

Varustus : fotod fotograafilises emulsioonis saadud laetud osakeste jälgedest.

4. ülesanne. Joonisel on kujutatud kaks laetud osakeste rada pilvekambris, mis on asetatud ühtlasesse magnetvälja joonise tasapinnaga risti. RadaIkuulub prootonite hulka.

Milline osake (prooton, elektron võiα -osake) kuulub rajaleII ? On teada, et osakesed lendasid pilvekambrisse joonise tasapinnal samadel kiirustel. Selgitage oma vastust, näidates, milliseid füüsikaseadusi te selgitasite.

Vastused

Töö 1. 1. Ülevalt alla. 2. Pilvekamber on magnetväljas. 3. Fotoga risti ülalt alla. 4. Kiirus vähenes-osakesed

Töö 2. 1. Kuna see liikus magnetväljas kahaneva kiirusega. 2. Spiraali välimisest pöördest selle keskmesse. 3. Fotoga risti ülalt alla.

Töö 3. 1. Tuumade laengud ei ole ühesugused. 2. Vasak rada kuulub magneesiumi aatomi tuumale, keskmine kaaliumi tuumale ja parem raudtuumale. 3. Mida suurem on aatomituuma laeng, seda suurem on raja paksus. 4. Fotomulsioonis olevad osakeste jäljed on lühemad ja paksemad ning sakiliste servadega.

Töö kirjeldus: Töö teostatakse valmis fotoga kahe laetud osakese jälgedest (üks kuulub prootonile, teine identifitseerimist vajavale osakesele). Magnetvälja jooned on foto tasapinnaga risti. Mõlema osakese algkiirused on samad ja foto servaga risti.

Tundmatu osakese identifitseerimine toimub selle erilaengu q /m võrdlemisel prootoni erilaenguga. Lorentzi jõu mõjul liigub laetud osake ringis raadiusega R 1. Newtoni teise seaduse järgi F l = ma või qνB = mv 2 / R 1. Kust Prootoni jaoks sarnaselt

Erilaengute suhe on pöördvõrdeline radade raadiuste suhtega: Raja kõverusraadiuse mõõtmiseks tõmmatakse kaks kõõlu ja taastatakse kõõlude keskpunktidest ristid nendega. Ringjoone keskpunkt asub nende ristide ristumiskohas. Selle raadiust mõõdetakse joonlauaga.

Töö tegemine: 1. Vaata fotot kahe laetud osakese – valguselementide tuumade – jälgedest. I rada kuulub prootonile, II jälg identifitseerimist vajavale osakesele 2. Määrake märk elektrilaeng tundmatu osake fotol

3. Kandke osakeste jäljed fotolt jälituspaberile ja mõõtke tundmatu osakese jälje raadius R 1. 4. Samamoodi mõõtke fotol oleva prootonite raja raadius R 2. 5. Võrrelge tundmatu osakese ja prootoni erilaenguid. 6. Sisestage kõik saadud tulemused tabelisse. 7. Määrake osake 8. Kirjutage üles järeldus: mida mõõtsite ja milline oli tulemus. R 1, mR 2, m

Kodutöö Korda § R. 1199, 1202

Teema: Laboritöö "Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil"

I tasemel. Teoreetiline teave

Pilvekambri abil vaadeldakse ja pildistatakse liikuvate laetud osakeste jälgi (jälgi). Osakeste rada on mikroskoopiliste vee- või alkoholipiiskade ahel, mis moodustub nende vedelike üleküllastunud aurude kondenseerumisel ioonidele. Ioonid tekivad laetud osakese interaktsiooni tulemusena kambris paiknevate aurude ja gaaside aatomite ja molekulidega.

Kui osake interakteerub aatomi elektroniga, saab elektron impulsi, mis on otseselt proportsionaalne osakese laenguga ja pöördvõrdeline osakese kiirusega. Mingil piisavalt suure hooga eraldub aatomist elektron ja viimane muutub iooniks. Osakese teekonna igas ühikus, mida rohkem ioone (ja sellest tulenevalt ka vedelikupiisku) moodustub, seda suurem on osakese laeng ja väiksem on selle kiirus. See toob kaasa järgmised järeldused, mida peate teadma, et saaksite osakeste jälgede fotot "lugeda".

Kui pilvekamber asetatakse magnetvälja, siis mõjub selles liikuvatele laetud osakestele Lorentzi jõud, mis on võrdne (juhul, kui osakeste kiirus on magnetjoontega risti):
, kus on osakeste laeng; - kiirus; - magnetiline induktsioon.

Vasaku käe reegel näitab, et Lorentzi jõud on suunatud osakese kiirusega risti ja on seega tsentripetaalne jõud:
, Kus
– osakeste mass; on selle raja kõverusraadius.

Siit saame:
.

Kui
(st osake on mitterelativistlik), siis selle kineetiline energia on võrdne:
.

Saadud valemitest saame teha järeldused, mida tuleb kasutada ka osakeste jälgede fotode analüüsimisel:

Rööbastee kõverusraadius sõltub osakese massist, kiirusest ja laengust. Mida väiksem on raadius (st seda suurem on raja kõverus), seda väiksem on osakese mass ja kiirus ning seda suurem on selle laeng. Osakese energia ja selle raja kõveruse vahelisest seosest on selge, et kõrvalekalle sirgjooneline liikumine suurem juhul, kui osakeste energia on väiksem.

Kuna osakeste kiirus selle jooksu lõpu poole väheneb, väheneb ka raja kõverusraadius. Kumerusraadiust muutes saab määrata osakese liikumissuuna: selle liikumise algus on seal, kus raja kõverus on väiksem.

See seos on osakese kõige olulisem omadus ja võimaldab tal osakest “identifitseerida”, s.t. tuvastada see teadaoleva osakesega.

Osakeste jäljed pilvekambris Prootoni jäljed

II tasemel. Tuletagem meelde teooria põhisätteid

Pole paha algus. Proovige küsimustele vastata

III tasemel. Proovige ülesandeid täita

Millistes järgmistest tuumakiirguse tuvastamise instrumentidest põhjustab kiire laenguga osakese läbimine gaasis vedelikupiiskade jälje?

A. Geigeri loendur;

B. Wilsoni kamber;

B. Mullikamber;

G. Paksu kile emulsioon;

D. Tsinksulfiidiga kaetud ekraan.

A. ... aurumullid;

B. ...vedeliku tilgad;

V. ... osakese erilaeng;

G. ... osakese energia ja mass.

Muutuda vastavusse.

1. Pilvekambri rada koosneb...

2. Raja pikkuse ja paksuse järgi saate määrata...

3. Raja raadiuse järgi saate määrata...

Joonisel on kujutatud elektroni rada magnetvälja asetatud pilvekambris. Millises suunas elektron liikus?

Joonisel on prootoni jälg magnetvälja asetatud pilvekambris. Millises suunas osake lendab?

Joonisel on kujutatud kahe osakese jäljed pilvekambris. Mis on osakeste laengu märk, kui magnetinduktsiooni jooned on joonise tasandiga risti ja on suunatud lugejast eemale? Kas osakeste massid on samad?

IV tasemel. Kontrollige, kas olete kõigest aru saanud

Negatiivse mesoni liikumise määramiseks asetatakse selle teele pilvekambrisse pliiplaadid ja kamber on magnetväljas. Selgitage, kuidas määratakse osakeste liikumise suund.

V tasemel. See on raske ülesanne, kuid selle lahendamisel astute märgatava sammu füüsikateadmistes, teil on põhjust suhtuda endasse senisest lugupidavamalt

Teema: Laboritöö "Laetud osakeste jälgede uurimine valmisfotode abil"

I tase. Teoreetiline teave

§ Kui muud asjad on võrdsed, on suurema laenguga osakese rada paksem..gif" width="69" height="21">, kus on osakese laeng; on kiirus; on magnetiline induktsioon .

Vasaku käe reegel näitab, et Lorentzi jõud on suunatud osakese kiirusega risti ja on seega tsentripetaalne jõud: https://pandia.ru/text/80/248/images/image007_16.gif" width= "17" height="15 src ="> on osakese mass; selle raja kõverusraadius.

Siit saame: .

Kui (st. gif" width="24" height="41 src=">.

See seos on osakese kõige olulisem omadus ja võimaldab teil osakest "identifitseerida", st tuvastada see teadaoleva osakesega.

https://pandia.ru/text/80/248/images/image014_3.jpg" width="200" height="287 src=">

Osakeste jäljed pilvekambris Prootoni jäljed

II tase.Tuletagem meelde teooria põhisätteid

1..gif" width="16" height="15">-osakesed, nende paksus, suund?

3. Kuidas nimetatakse jõudu, millega magnetväli mõjub selles liikuvale laetud osakesele? Kuidas see on suunatud?

4. Kuidas mõjutab magnetväli laetud osakese liikumist?

5. Märkige põhjus, miks osakeste raja kõverusraadius selle tee lõpu poole väheneb.

Pole paha algus. Proovige küsimustele vastata

1. Miks tekib osakese trajektooril ioonide ahel?

2. Miks muutub jälg nähtavaks, kui osake liigub pilvekambris?

3. Kas pilvekambris on võimalik jälgida osakeste jälgi? Mille poolest need osakeste jälgedest erinevad?

4. Miks muutub osakeste jälg pilvekambris jooksmise lõpupoole paksemaks?

5. Kuidas sõltub laetud osakese trajektoori kõverus magnetväljas: a) tema laengust; b) liikumiskiirus; c) magnetvälja induktsioon?

III tase.Proovige ülesandeid täita

1. Millistes järgmistest tuumakiirguse registreerimisseadmetest põhjustab kiirelt laetud osakese läbimine gaasis vedelikupiiskade jälje?

A. Geigeri loendur;

B. Wilsoni kamber;

B. Mullikamber;

G. Paksu kile emulsioon;

D. Tsinksulfiidiga kaetud ekraan.

Matš.

1. Pilvekambri rada koosneb...

2. Raja pikkuse ja paksuse järgi saate määrata...

3. Raja raadiuse järgi saate määrata...

3. Joonisel on kujutatud elektroni rada magnetvälja asetatud pilvekambris. Millises suunas elektron liikus?

4. Joonisel on prootoni jälg magnetvälja asetatud pilvekambris. Millises suunas osake lendab?

5. Joonisel on kujutatud kahe osakese jäljed pilvekambris. Mis on osakeste laengu märk, kui magnetinduktsiooni jooned on joonise tasandiga risti ja on suunatud lugejast eemale? Kas osakeste massid on samad?

IVtasemel. Kontrollige, kas olete kõigest aru saanud

1. Negatiivse mesoni liikumise määramiseks asetatakse selle teele pilvekambris pliiplaadid ja kamber on magnetväljas. Selgitage, kuidas määratakse osakeste liikumise suund.

V tase. See on raske ülesanne, kuid selle lahendamisel astute märgatava sammu füüsikateadmistes, teil on põhjust suhtuda endasse senisest lugupidavamalt

1. Kui boor püüab kinni kiiresti liikuva prootoni, moodustub pilvekambris, kus see protsess toimub, kolm peaaegu identset rada, mis levivad eri suundades. Millised osakesed need jäljed moodustasid?