Лабораторная работа №22

Лабораторная работа №22

Тема: Физика атома и атомного ядра.

Наименование работы: Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям.

Время выполнения: 2 часа.

Цель: научитьучащихся работатьс фотографиями треков столкновений частиц в толстослойной эмульсии.

Теория: В результате нецентрального (косого) соударения двух элементарных частиц каждая разлетается по траектории, выходящей из одной точки, поэтому образуется «вилка».

На рис. 1 доказана импульсная диаграмма такого взаимодействия движущейся частицы (масса ее М, скорость движения до и после взаимодействия υ и υ ₁ ) и неподвижной (масса ее т, скорость движения после взаимодействия и). Ө - угол

рассеяния; φ - угол отдачи; Мυ и Мυ ₁ – векторы импульсов налетающей частицы до и после взаимодействия; ти — вектор импульса неподвижной частицы после взаимодействия. Энергия частиц до взаимодействия Мυ ²/2, после взаимодействия Мυ ²₁/2, поэтому в соответствии с законом сохранения энергии запишем уравнение:

(1)

Из ∆ АОС (рис. 1), согласно теореме синусов, запишем:

Mu/sinӨ =Mυ /sin(π -(Ө +φ )

Mυ ₁/sinφ =Mυ /sin(π -(Ө +φ )

Следовательно,

u=Mυ sinӨ /(m sin(π -(Ө +φ )),

υ ₁=υ sinφ /sin(Ө +φ ) (2)

Уравнение (2) подставим в уравнение (1), получим:

После сокращения обеих частей последнего уравнения на Mυ ²/2 имеем:

или

sin² (Ө +φ )-sin²φ =M/m sin²Ө

Преобразуем левую часть уравнения (3), зная, что sin²α +sin²β = sin(α +β )sin(α -β ); sin(Ө +φ )-sin²φ =sin(Ө +2φ )sinφ

Следовательно, sin(Ө +φ )-sin²φ =sin(Ө +2φ )sinӨ (4)

Учитывая выражение (4), уравнение (3) запишем так:

sin(Ө +2φ )sinӨ =M sin²Ө /m или M/m=sin(Ө +2φ )/sinӨ (5)

Используя треки заряженных частиц по готовым фотографиям и используя формулу (5), можно решить ряд интересных задач.

Оборудование: фотографии косых столкновений частиц, транспортир, линейка, тонко отточенный карандаш. На фотографии треков частиц в толстослойной эмульсии (рис. 2) след с – трек рассеянной частицы. Зная, что d – трек протона, определить неизвестную частицу.

12 Следующая ⇒