142
1. При прочих одинаковых условиях трек толще у той частицы, которая
имеет больший заряд. Например, при одинаковых скоростях трек α-частицы
толще, чем трек протона и электрона.
2. Если частицы имеют одинаковые заряды, то трек толще у той, кото-
рая имеет меньшую скорость, движется медленнее. Отсюда очевидно, что к
концу движения трек частицы толще, чем вначале, так как скорость частицы
уменьшается вследствие потери энергии на ионизацию атомов среды.
3. Исследуя излучение на разных расстояниях от радиоактивного пре-
парата, обнаружили, что ионизирующее и другие действия α-излучения рез-
ко обрываются на некотором характерном для каждого радиоактивного ве-
щества расстоянии. Это расстояние называют пробегом частицы. Очевидно,
пробег зависит от энергии частицы и плотности среды. Например, в воздухе
при температуре 15°С и нормальном давлении пробег α-частицы, имеющей
начальную энергию 4,8 МэВ, равен 3,3 см, а пробег α-частицы с начальной
энергией 8,8 МэВ - 8,5 см. В твердом же теле, например в фотоэмульсии,
пробег α-частиц с такой энергией равен нескольким десяткам микрометра.
Если камера Вильсона помещена в магнитное поле, то на движущиеся в ней
заряженные частицы действует сила Лоренца, которая равна (для случая, ко-
гда скорость частицы перпендикулярна линиям поля):
F=(Ze)·
ν·
B
,
где
Zе
— заряд частицы, ν - скорость и
В
— индукция магнитного поля.
Правило левой руки позволяет показать, что сила Лоренца направлена все-
гда перпендикулярно скорости частицы и, следовательно, является центро-
стремительной силой:
(Ze)·
ν·
B
=
m
ν
2
/
r
,
где
m
— масса частицы,
r
— радиус кривизны ее трека. Отсюда
.
( )
m r
Ze B
⋅ ν
=
⋅
(1)
Если частица имеет скорость много меньшую, чем скорость света (т.е. час-
тица не релятивистская), то соотношение между величиной ее кинетической
энергии и радиусом кривизны будет равна:
2
2 2
2
( ) .
2
2
m B r Ze
T
m
ν
⋅ ⋅
= =
(2)
Из полученных формул можно сделать выводы, которые необходимо
тоже использовать для анализов фотографий треков частиц.
1. Радиус кривизны трека зависит от массы, скорости и заряда частицы.
Радиус тем меньше (т.е. отклонение частицы от прямолинейного движения
тем больше), чем меньше масса и скорость частицы и чем больше ее заряд.
Например, в одном и том же магнитном поле при одинаковых начальных
скоростях отклонение электрона будет больше, чем отклонение протона, и
на фотографии будет видно, что трек электрона - окружность с меньшим ра-
диусом, чем радиус трека протона. Быстрый электрон отклонится меньше,
чем медленный. Атом гелия, у которого недостает одного электрона, (ион
Не+) отклонится слабее, чем α-частица, так как при одинаковых массах за-
ряд α-частицы больше, чем заряд однократно ионизированного атома гелия.
