ТЕСТ №46. Экспериментальные методы исследования частиц
Задание 1
Во При попадании заряженной частицы на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом
цинка, возникает вспышка света - это
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) метод ударной ионизации
2) среди ответов нет правильного
3) метод вспышковости
4) метод сцинциляций
Задание 2
Во Сопоставьте.
Укажите соответствие для всех 5 вариантов ответа:
1) Счётчик Гейгера
2) Ионизационная камера
3) Камера Вильсона
4) Пузырьковая камера
5) Искровая камера
__ Прибор для регистрации следов (треков) быстрых заряженных ионизирующих
частиц, действие которого основано на вскипании перегретой жидкости вдоль
траектории частицы.
__ Один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных
частиц.
__ Детектор высокоэнергетических заряженных частиц, в котором трек частицы
регистрируется как последовательность искр в инертном газе, заполняющем между рядами металлических пластинок.
__ Газонаполненный датчик, предназначенный для измерения уровня ионизирующего
излучения.
2
__ Газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него
ионизирующих частиц.
Задание 3
Во Прибор для регистрации элементарных частиц, действие которого основано на
образовании пузырьков пара в перегретой жидкости, называется
Изображение:
Запишите ответ:
Задание 4
Во Фотоэмульсионный метод регистрации заряженных частиц основан на
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Ударной ионизации.
2) Образовании пара в перегретой жидкости.
3) Расщеплении молекул движущейся заряженной частицей.
4) Конденсации перенасыщенных паров.
Задание 5
Во Укажите преимущества пузырьковой камеры.
Изображение:
3
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) большая плотность рабочего вещества
2) частица теряет меньше энергии, чем в газе
3) малая плотность рабочего вещества
4) пробеги частиц оказываются более короткими
5) пробеги частиц оказываются более длинными
6) частица теряет больше энергии, чем в газе
Задание 6
Во Можно ли с камеры Вильсона регистрировать незаряженные частицы?
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ Можно, если они имеют большой импульс
__ Можно, если они имеют большую массу
__ Можно, если они имеют маленькую массу
__ Можно, если они имеют маленький импульс
Задание 7
Во Укажите недостатки счётчика Гейгера
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) прибор позволяет регистрировать факт пролёта через него частицы
2) эффективность регистрации γ-квантов
3) эффективность при регистрации электронов
4) регистрация тяжёлых частиц
5) высокая скорость регистрации частиц (~104 частиц/с)
Задание 8
Во Укажите преимущества метода толстослойных эмульсий.
4
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Эмульсия обладает большой тормозящей Он дает неисчезающий след частицы, который потом можно тщательно изучать
3) Эмульсия обладает малой тормозящей Им можно регистрировать траектории всех частиц, пролетевших сквозь
фотопластинку
Задание 9
Во Действие счетчика Гейгера основано на
Изображение:
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Конденсации перенасыщенных паров.
2) Расщеплении молекул движущейся заряженной частицей.
3) Ударной ионизации.
4) Выделении энергии частицей.
5) Образовании пара в перегретой жидкости.
Задание 10
Во Кто из учёных предложил помещать камеру Вильсона в магнитное поле?
Выберите несколько из 4 вариантов ответа:
1) Вильсон
2) Глазер
3) Капица
4) Скобельцин
Электрические заряды, движущиеся в определенном направлении, создают вокруг себя магнитное поле, скорость распространения которого в вакууме равно скорости света, а в других средах чуть меньше. Если движение заряда происходит во внешнем магнитном поле, то между внешним магнитным полем и магнитным полем заряда возникает взаимодействие. Так как электрический ток – это направленное движение заряженных частиц, то сила, которая будет действовать в магнитном поле на проводник с током, будет являться результатом отдельных (элементарных) сил, каждая из которых прикладывается к элементарному носителю заряда.
Процессы взаимодействия внешнего магнитного поля и движущихся зарядов исследовались Г. Лоренцом, который в результате многих своих опытов вывел формулу для расчета силы, действующей на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Именно поэтому силу, которая действует на движущийся в магнитном поле заряд, называют силой Лоренца.
Сила, действующая на проводник стоком (из закона Ампера), будет равна:
По определению сила тока равна I = qn (q – заряд, n – количество зарядов, проходящее через поперечное сечение проводника за 1 с). Отсюда следует:
Где: n0 – содержащееся в единице объема количество зарядов, V – их скорость движения, S – площадь поперечного сечения проводника. Тогда:
Подставив данное выражение в формулу Ампера, мы получим:
Данная сила будет действовать на все заряды, находящиеся в объеме проводника: V = Sl. Количество зарядов, присутствующих в данном объеме будет равно:
Тогда выражение для силы Лоренца будет иметь вид:
Отсюда можно сделать вывод, что сила Лоренца, действующая на заряд q, который двигается в магнитном поле, пропорциональна заряду, магнитной индукции внешнего поля, скорости его движения и синусу угла между V и В, то есть:
За направление движения заряженных частиц принимают направление движения положительных зарядов. Поэтому направление данной силы может быть определено с правила левой руки.
Сила, действующая на отрицательные заряды, будет направлена в противоположную сторону.
Сила Лоренца всегда направлена перпендикулярно скорости V движения заряда и поэтому работу она не совершает. Она изменяет только направление V, а кинетическая энергия и величина скорости заряда при его движении в магнитном поле остаются неизменными.
Когда заряженная частица движется одновременно в магнитном и электрическом полях, на него будет действовать сила:
Где Е – напряженность электрического поля.
Рассмотрим небольшой пример:
Электрон ускоряющую разность потенциалов 3,52∙103 В, попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Радиус траектории r = 2 см, индукция поля 0,01 Т. Определить удельный заряд электрона.
Удельный заряд – это величина, равная отношению заряда к массе, то есть e/m.
В магнитном поле с индукцией В на заряд, движущийся со скоростью V перпендикулярно линиям индукции, действует сила Лоренца FЛ = BeV. Под ее действием заряженная частица будет перемещаться по дуге окружности. Так как при этом сила Лоренца вызовет центростремительное ускорение, то согласно 2-му закону Ньютона можно записать:
Кинетическую энергию, которая будет равна mV2/2, электрон приобретает за счет работы А сил электрического поля (А = eU), подставив в уравнение получим:
Преобразовав эти соотношения и исключив из них скорость, получим формулу для определения удельного заряда электрона:
Подставив исходные данные, выраженные в СИ, получим:
Проверяем размерность:
И кому интересно — видео о движении заряженных частиц:
Loading video
Похожие материалы:
Сила тока. Электродвижущая сила. Разность потенциалов
Основные законы для электрических зарядов
Поле намагниченного вещества. Микроскопические…
Как контроллер микрошагов обеспечивает более плавное…
USB Type C заставил ЕС начать движение к единому стандарту зарядки
USB Type C заставил ЕС начать движение к единому…
Стоит ли возвращаться к аналоговым компьютерам? »« В чем разница между датчиками с туннельным (TMR) и гигантским (GMR) магнитосопротивлением
Categories: Основы электричества
Electrician:
View Comments (1)
VanoTank says:06.06.2020 at 09:44
Как заряды и ионы могут сталкиваться когда вокруг них электрическое поле? К тому же, когда они движутся то есть магнитное поле и то есть в плазме нету столкновений зарядов или ионов, так как поле электрическое не даст удариться