 |
|
Порядок виконання роботи
Виміряти залежність кількості альфа-частинок, які реєструються лічильником за певний інтервал часу. Таймер поставити в положення 30 або 100 секунд і на протязі усієї роботи більше не змінювати. Якщо вибрати час менший, то потрібно буде зробити дуже багато вимірів. А якщо взяти для вимірів більший час, то при вже досягнутій точності вимірів буде витрачатись зайвий час. Найзручніший час кожного вимірювання 30 с.
Торцевий лічильник Гейгера-Мюллера має дуже малу ефективність рахунку космічного фону, а ефективність рахунку альфа-частинок наближається до 100 %. Тому величина фону є досить малою порівняно з величиною імпульсів, що отримують при реєстрації альфа-частинок. В цьому необхідно переконатися експериментально в роботі. Впевнившись, що величиною фону при вимірах можна знехтувати, надалі виміри слід проводити тільки для альфа-частинок.
На різних відстанях джерело — лічильник (h) проводять виміри кількості частинок. Крок виміру становить 1 мм ( = один оберт гвинта ). Починати виміри з h = 0. В даній установці шкала зсунута на h0 = 0,44 см. Цей конструктивний зазор на торцю лічильника зроблений для того, щоб при переміщенні гвинта не пошкодити слюдяне віконце. Тому при розрахунку до величини екстрапольованого пробігу треба додавати 0,44 см. На кожній з вибраних відстаней вимірюється інтенсивність альфа-частинок з точністю, яка задається викладачем.
Нема потреби зачиняти установку малого фону, тобто екранувати фон. Циліндричний корпус установки малого фону залишати на протязі всієї роботи відкритим.
Результати вимірів зручно занести до таблиці, врахувавши поправку на тілесний кут ω:
| h, см | h + 0.44, см | ω | I/ω |
| 0,44 | … | … | |
| 0.1 | 0,54 | … | … |
| 0.2 | 0,64 | … | … |
| … | … | … | … |
Намалювати графік кількості зареєстрованих частинок як функцію відстані джерело — лічильник. З графіку знайти екстрапольований пробіг.
В цьому експерименті альфа-частинки вимушені рухатися в тонкому шарі слюди, але цей шар має велику густину та є ефективним поглиначем альфа-частинок. Це потрібно врахувати в кінцевому пробігу альфа-частинки. Формула перерахунку залежності енергії альфа-частинок від їх пробігу відома лише для повітря. Тому треба тонкий шар слюди перерахувати в еквівалентний шар повітря за наступною формулою:
, (2)
де 
= 3 мг / см2 – масова товщина віконця зі слюди;
ρпов— густина повітря (при нормальних умовах вона дорівнює 0,00129 г / см3);
Апов та Авік — ефективні атомні маси відповідно повітря (оскільки ефективна молекулярна маса повітря прийнята рівною 28,96, а молекули двохатомні, то Апов = 28,96:2 = 14,48) та вікна лічильника (Авік = 19,1).
При роботі з торцевим лічильником до відстані X0 треба додати відстань R0пов, яку би пролетіла альфа-частинка, якби на її шляху не було вікна лічильника з масовою товщиною (ρd)слюди. Хімічна формула слюди: K Al2 [ Al Si3 O10 ] [ O H2 ]. Ця відстань обчислюється за формулою
Екстрапольований пробіг Rекстр обчислюють як суму X0 та R0пов:
Rекстр = X0 + R0пов. + 0.44 (см). (6)
Тут X0 — довжина, яка виміряна по лімбу мікрометра.
Використовуючи формулу (1) отримати значення енергії альфа-частинок Еα. Перевірити це значення за графіком на рис. 12.
Рис. 12. Залежність пробігу від енергії альфа-частинки в повітрі
(15 ºС та 760 мм. рт. ст.):
а — для енергії Е = 0-4 МеВ; б — для енергії Е = 4-8 МеВ