- •Оптика и ядерная физика
- •Определение радиуса кривизны линзы
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерения
- •Измерение длины световой волны
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Измерение показателя преломления воздуха
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Определение угла полной поляризации и проверка закона малюса
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Изучение дифракции фраунгофера
- •Описание метода
- •1 (Условие первого первичного минимума)
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Определение поглoщательной способности вольфрама
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Исследование спектров испускания твердых тел
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Снятие спектральной характеристики фотоэлемента и определение работы выхода электрона
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Изучение температурной зависимости сопротивления полупроводников и определение энергии активации проводимости
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Изучение -распада
- •Описание метода
- •Описание установки
- •Выполнение измерений
- •Измерение верхней границы энергии бета-спектра
- •Описание метода
- •Описание лабораторной установки
- •Выполнение работы
- •Работа № 1
- •1. Дайте определение интерференции света.
- •Работа № 3
- •Оглавление
Описание установки
Образец полупроводника помещается в термостат. Температура Т измеряется термопарой и считывается со шкалы прибора Ш 4500, проградуированного в градусах Цельсия. Сопротивление R измеряется мультиметром в килоОмах.
Выполнение измерений
1. Включить индикатор Ш 4500 и мультиметр в сеть. Измерить температуру и сопротивление образца. Результаты измерений занести в таблицу.
Таблица
Номер опыта |
t, oC |
R, кОм |
Т, К |
1/T, K–1 |
ln R |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
2. Включить термостат в сеть.
3. Построить график зависимости R от Т и ln R от 1/T .
4. По графику ln R = f(1/T) и по формуле (3) и вычислить энергию активации примесной проводимости карбида кремния в электронвольтах
(1эВ = 1,6.10–19 Дж).
5. Сделать вывод.
РАБОТА № 10
Изучение -распада
Цель работы: исследовать процесс ослабления потока -частиц в среде и рассчитать основные параметры радиоактивного распада плутония-238.
Оборудование: сцинтилляционный детектор с блоком питания, регистратор импульсов ПСО2-5, радиоактивный препарат, механизм перемещения.
Описание метода
Используемый в данной работе радиоактивный препарат самопроизвольно распадается с испусканием -частиц. -частица представляет собой ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Величины энергии -частиц, испускаемых радиоактивными ядрами, лежат в пределах 4–9 МэВ, что соответствует их скорости (1,4 – 2,0)107 м/с.
Интенсивность радиоактивного распада характеризуется периодом полураспада 1/2 , то есть временем, за которое число нераспавшихся ядер убывает вдвое. Существует связь между кинетической энергией Т вылетающих из ядра -частиц и периодом полураспада ядер этого сорта. Ядра, испускающие -частицы с энергией 9МэВ, распадаются практически мгновенно (например, Ро-212, 1/2 = 3.10-7 с), а ядра, испускающие -частицы с энергией ниже 4 МэВ, живут практически вечно (например, U-238, 1/2 = 4,5109 лет).
Причиной такой зависимости является туннельный механизм -распада. -частицы за счет своих волновых свойств обладают вероятностью проникать сквозь потенциальный барьер, высота которого (Umax) превышает ее кинетическую энергию (Т) (рис. 1а).
В
(1)
г де L – ширина барьера, m – масса -частицы, Umax – высота барьера, Т – кинетическая энергия покидающей ядро -частицы.
Зная коэффициент прозрачности и скорость вылетающей -частицы, которую можно определить по формуле , можно рассчитать постоянную радиоактивного распада
, (2)
где r1 – размер радиоактивного ядра (ширина потенциальной ямы).
Постоянная распада связана с периодом полураспада 1/2 соотношением
. (3)
Д
N
Вид кривой ослабления потока -частиц в зависимости от длины x пробега представлен на рис. 2. Построив касательную в точке, соответствующей ослаблению потока -частиц в два раза, найдем экстраполированный пробег Rэ , который мало зависит от условий измерения, а зависит только от кинетической энергии Т вылетающих -частиц.