Механизм передачи энергии заряженными частицами облучаемому веществу один и тот же. При прохождении через вещество заряженная частица теряет свою энергию, вызывая ионизацию и возбуждение атомов до тех пор, пока общий запас энергии уменьшается настолько, что частица утратит ионизирующую В зависимости от знака заряда при пробеге частицы в веществе она, испытывая электростатическое взаимодействие, притягивается или отталкивается от положительно заряженных ядер. Чем больше масса летящей частицы, тем меньше она отклоняется от первоначального направления. Поэтому траектория протонов и более тяжелых ядерных частиц практически прямолинейна, а траектория электронов сильно изломана вследствие рассеяния (отклонения) на орбитальных электронах и ядрах атомов. Этот вид взаимодействия легких частиц (электронов), при котором практически меняется лишь направление их движения, а не энергия, называют упругим рассеянием. При этом взаимодействии электрон передает лишь небольшую часть своей энергии ядру и меняется первоначальное направление движения. При прохождении электрона очень высокой энергии вблизи ядра наблюдается неупругое рассеяние (торможение). При этом скорость летящего электрона снижается, и часть его энергии испускается в виде фотона тормозного излучения. Тормозное излучение – это фотонное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженной частицы. (Источник: studyguide.ru). При неупругом рассеянии наблюдается также взаимодействие частиц с электронами облучаемого вещества, вызывающее ионизацию или возбуждение атомов. Траектория электрона в веществе имеет сложный вид, связанный с характером взаимодействия. На начальном участке траектория электрона рассеивается на небольшие углы и траектория его мало отличается от прямой линии. С уменьшением энергии электрона (а она колеблется от 20 кэВ до 13,5 МэВ) угол рассеяния увеличивается, и электрон начинает двигаться по извилистой кривой. Таким образом, основными результатами взаимодействия электронов высокой энергии с веществом являются следующие: 1. При неупругих столкновениях энергия затрачивается на ионизацию и возбуждение атомов среды, частично на преобразование в тормозное излучение. 2. При упругих столкновениях энергия преобразуется непосредственно в тепловое движение. 3. В легких веществах (Z≤ 13) тормозное излучение становится заметным при энергиях электрона больших чем 10 МэВ. При меньших энергиях преобладают потери энергии на ионизацию. 4. Первичные электроны создают положительные ионы и вторичные электроны, последние могут обладать энергией, достаточной для ионизации. На долю вторичных ионизаций приходится до 70% общей ионизации. При замедлении вторичные электроны могут создавать отрицательные ионы. 5. Траектория электронов при больших энергиях близкая к линейной. При уменьшении энергии электрон из-за рассеяния начинает двигаться по извилистой кривой. 6. Глубина проникновения электронов в веществе прямо пропорциональна их энергии и обратно пропорциональна плотности вещества.
На комическом аппарате, находащемся вдали от Земли, начал работать реактивный двигатель. Из сопла двигателя ежесекундно выбрасывается 2 кг газа (Δm/Δt = 2 кг/с) со скоростью v = 500 м/с. Исходная масса аппарата M = 500 кг. Какую скорость приобретает аппарат, пройдя расстояние S = 36 м? Начальную скорость аппарата принять равноя нулю. Изменением массы движения пренебречь.
В ответе должно получиться 12 м/с
по второму закону ньютона F*Δt=ΔmV
F=Δm*V\Δt=2*500=1000 Н
такая же сила действует по 3 закону Ньютона и на ракету а=F\M=1000\500=2 м\с2
Мяч начал подъём с начальной скоростью V0 и тормозил под действием ускорения свободного падения время t, то есть: V0 = gt За это время он путь: h = V0*t - gt^2/2 = gt*t - gt^2/2 = gt^2/2 Подставляем известные значения: 5 = 10*t^2/2 10 = 10*t^2 t^2 = 1 t = 1 с Это время подъёма мяча до максимальной высоты. Время падения будет таким же, таким образом общее время движения будет 2 с. Скорость падения также будет равна начальной скорости. Начальная скорость, как мы знаем, V0=gt = 10*1 = 10 м/с. И наконец разберёмся с энергиями. Начальная кинетическая энергия мяча: Ek0 = mV0^2/2 = 0,4*10*10/2 = 20 Дж При подъёме часть её перейдёт в потенциальную энергию: Eп1 = m*g*h1 = 0,4*10*2,5 = 10 Дж Тогда на кинетическую останется: Ek1 = Ek0 - Eп1 = 20 - 10 = 10 Дж
В зависимости от знака заряда при пробеге частицы в веществе она, испытывая электростатическое взаимодействие, притягивается или отталкивается от положительно заряженных ядер. Чем больше масса летящей частицы, тем меньше она отклоняется от первоначального направления. Поэтому траектория протонов и более тяжелых ядерных частиц практически прямолинейна, а траектория электронов сильно изломана вследствие рассеяния (отклонения) на орбитальных электронах и ядрах атомов. Этот вид взаимодействия легких частиц (электронов), при котором практически меняется лишь направление их движения, а не энергия, называют упругим рассеянием. При этом взаимодействии электрон передает лишь небольшую часть своей энергии ядру и меняется первоначальное направление движения. При прохождении электрона очень высокой энергии вблизи ядра наблюдается неупругое рассеяние (торможение). При этом скорость летящего электрона снижается, и часть его энергии испускается в виде фотона тормозного излучения. Тормозное излучение – это фотонное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженной частицы. (Источник: studyguide.ru). При неупругом рассеянии наблюдается также взаимодействие частиц с электронами облучаемого вещества, вызывающее ионизацию или возбуждение атомов.
Траектория электрона в веществе имеет сложный вид, связанный с характером взаимодействия. На начальном участке траектория электрона рассеивается на небольшие углы и траектория его мало отличается от прямой линии. С уменьшением энергии электрона (а она колеблется от 20 кэВ до 13,5 МэВ) угол рассеяния увеличивается, и электрон начинает двигаться по извилистой кривой.
Таким образом, основными результатами взаимодействия электронов высокой энергии с веществом являются следующие:
1. При неупругих столкновениях энергия затрачивается на ионизацию и возбуждение атомов среды, частично на преобразование в тормозное излучение.
2. При упругих столкновениях энергия преобразуется непосредственно в тепловое движение.
3. В легких веществах (Z≤ 13) тормозное излучение становится заметным при энергиях электрона больших чем 10 МэВ. При меньших энергиях преобладают потери энергии на ионизацию.
4. Первичные электроны создают положительные ионы и вторичные электроны, последние могут обладать энергией, достаточной для ионизации. На долю вторичных ионизаций приходится до 70% общей ионизации. При замедлении вторичные электроны могут создавать отрицательные ионы.
5. Траектория электронов при больших энергиях близкая к линейной. При уменьшении энергии электрон из-за рассеяния начинает двигаться по извилистой кривой.
6. Глубина проникновения электронов в веществе прямо пропорциональна их энергии и обратно пропорциональна плотности вещества.