Детекторы. Результаты любого эксперимента определяются возможностями детекторов, которые используются для регистрации ядерных процессов. История ядерной физики – это история создания новых методов регистрации частиц и постоянного совершенствования уже надежно зарекомендовавших себя детекторов. Создание новых методов детектирования частиц нередко отмечалось Нобелевскими премиями. Первые детекторы создавались для того, чтобы можно было изучать изменения, происходящие в отдельных атомах вещества. Для этого Э.Резерфордом с сотрудниками было разработано два метода, с которых можно было регистрировать отдельные α-частицы: Метод сцинтилляций, позволяющий наблюдать вспышки от удара отдельной α частицы в сцинтиллирующие экраны. Одним из первых детекторов α-частиц был экран, покрытый сернистым цинком. Метод счета сцинтилляций был использован Гейгером и Марсденом в эксперименте по рассеянию α-частиц на тонких золотых фольгах, который привел к открытию атомного ядра. Гейгером был разработан метод газоразрядного счетчика. При прохождении заряженной частицы в счетчике возникал электрический разряд, который можно было зарегистрировать электронными устройствами. Электронные методы счета частиц значительно повысили точность и надежность наблюдений, избавили от утомительного чисто субъективного визуального метода регистрации сцинтилляций. Возможности проведения различных экспериментов расширились в результате разработанного В.Боте метода совпадений
Дано: m = 0,36 кг – масса шара P2 = 2,8 Н – вес шара в воде ρ = 7100 кг/м³ – плотность цинка (табличная величина) ρв = 1000 кг/м³ – плотность воды (табличная величина) g = 10 Н/кг – ускорение свободного падения (константа)
Решение: В воздухе динамометр покажет вес этого шара P1 равным силе тяжести m*g: P1 = m*g P1 = 0,36 кг * 10 Н/кг = 3,6 Н.
Сила Архимеда, действующая на него в воде равна разности веса в воздухе и в воде: Fа = P1 - P2 Fа = 3,6 Н - 2,8 Н Fа = 0,8 Н.
Если шар сплошной, то его объём V должен быть равен: V = m / ρ V = 0,36 кг / 7100 кг/м³ V ≈ 5*10^(-5) м³ И на него в воде должна действовать сила Архимеда: Fa_сплош = ρв * g * V Fa_сплош = 1000 кг/м³ * 10 Н/кг * 5*10^(-5) м³ Fa_сплош = 0,5 Н.
Т. к. на шар действует сила Архимеда Fa = 0,8 Н больше, чем она должна действовать на сплошной шар Fa_сплош = 0,5 Н, то объём данного шара больше, чем объём сплошного шара, то есть он полый.
Fa=Fт