Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика

Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 132

DJVU-файл Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 132 Атомная физика (2640): Книга - 5 семестрД.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика: Атомная физика - DJVU, страница 132 (2640) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "атомная физика" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 132 - страница

В отличие от томсоновского рассеяния, комптоновское рассеяние (при энергии 7-квантов» большей энергии связи электрона в атоме) некагерентнв и происходит с уменьшением длины волны. Это уменьшение, как было выяснено в 3 3, одинаково для всех веществ. Заметим еще, что вероятность комптоновского рассеяния на ядрах пренебрежимо мала, так как в этом случае роль «классического радиуса электрона» г, играет величина 22 е 2»М«лс, а она в тысячи, десятки 2 2 2 или сотни тысяч раз меньше, чем у электрона. 4. Гамма-кванты, если их энергия достаточно велика, взаимодействуют с веществом также посредством образован< л иар электрон— иоэитрон. Не будем останавливагься на истории предсказания существования позитрона, которое теоретически было сделано Дираком, так как его первое толкование (позитрон — «дырка» в состояниях электрона с отрицательной энергией) пришлось оставить.

Напомним только, что позитрон является античастицей по атно»пению к электрону. Он обладает той же массой, тем же спинам, теми же по величине, но противоположными по знаку зарядом и магнитным моментом, что 528 Прохождение заряженных частиц через вещество [Гл. Х! и электрон. Позднейшее развитие физики элементарных частиц, показало, что каждая элементарная частица, как правило, имеет свою античастицу. Электрон и позитрон, сталкиваясь друг с другом, могут еисчезать», превращаясь в электромагнитное излучение. Этот процесс называется (не вполне удачно) аннигиллцией. При аннигиляции свободных электрона и позитрона не может появиться только один у-квант, так как в противном случае нарушалось бы одновременное выполнение законов сохранения энергии и импульса. Это наиболее очевидно, если электрон и позитрон до столкновения находились в состоянии покоя.

В этом случае суммарный импульс до столкновения равен нулю, тогда как импульс образовавшегося г-кванта отличен от нуля. Но образование одного у-кванта невозможно и в том случае, когда до столкновения электрон и позитрон двигались с различными скоростями. Чтобы убедиться в этом, достаточно рассмотреть процесс аннигиляции в системе центра масс. В такой системе суммарный импульс до сттлкновения также равен нулю, а импульс образовавшегося у-кванта по-прежнему отличен от нуля, так что заключение остается в сила. Но оно остается в силе и при рассмотрении процесса аннигиляции в любой системе отсчета, так как число образовавшихся з-квантов от выбора системы отсчета не зависит.

Таким образом, при аннигиляции электрона и позитрона должны возникать по меньшей мере два е-кванта. Рассуждение, проведенное в обратном порядке, показывает, что свободно распространяющийся у-квант не может породить пару, т. е. превратиться в электрон и позитрон. Но процесс образования пар может осуществляться и действительно осуществляется в электрическом поле атомного ядра. Как показывает квантово-механический расчет, согласующийся с опытом, превращение П-квантов в электрон — позитронные пары происходит не внутри ядра, а около него в пределах области с линейными размерами порядка комптоновской длины волны электрона.

Ядро воспринимает импульс отдачи, обеспечивая тем самым выполнение закона сохранения энергии импульса, причем передача импульса отдачи ядру происходит посредством его кулоновского поля. Гамма-кванты могут рождать электрон — позитронные пары и в кулоновском поле электрона. (Возможно также рождение пар при столкновении двух у-квантов.) Однако с наибольшей вероятностью происходит рождение пар е-квантами в кулоновском поле ядра.

Поскольку масса з-кванта равна нулю, превратиться в электрон — позитронную пару он может только тогда, когда его энергия й больше суммы энергий покоя электрона и позитрона, т.е. 2нгсг — Р,02 МэВ. Сечение оо р рождения пары равно нулю, если б ( 2гнс . Таков действительно порог рождения г пары, если оно происходит в электрическом поле тяжелой частицы— атомного ядра, так как тяжелая частица уносит малую энергию. Если же пара рождается при столкновениях у-квантов с электроном, то электрон получает энергию того же порядка, что и частицы пары. Поэтому в этом случае рождение пары возможно только при энергии ч-кванта, э 82) Прохождение гамма-квантов через вещество 529 существенно превышающей 2т с .

В области энергий порядка 5тас < < йт < 50тпаст теоРетические Расчеты в квантовой злектРодинамике для эффективного сечения а„,р образования пары на агомном ядре приводят к соотношению 2 опар те (82.6) По модулю сечение п„,р того же порядка, что и сечение тормозного излучения. При очень высоких энергиях величина !и (геоз/т с~) заменяется постоянной из-за экранирования поля ядра электронами атомной оболочки. Таким образом, выше порога рождения пар сечение па р постепенно возрастает, а при очень высоких энергиях (порядка 1000т,с )практически стремится к постоянному пределу: оа р - -0,087ат~. (82.7) Наоборот, сечения фото- и комптон-эффектов при высоких энергиях у-квантов спадают практически до нуля.

При увеличении энергии рождение пар становится сначала основным, а при дальнейшем росте энергии пракгически единственным механизмом поглощения р-излучения в веществе. 5. Если ограничиться только тремя основными механизмами ослабления, рассмотренными выше, то при определении полного линейного коэффициента ослабления т у-квантов в веществе надо принять во внимание, что в случае фотоэффекта и рождения пар рассеивающими центрами являются атомы, а в случае эффекта Комптона — электроны, которых в гб раз больше, чем атомов. Поэтому (82.8) т = поф+пгбак+по р, где и — число атомов в единице объема вещества, а оф, а' и о.„,р— эффективные сечения фотоэффекта на атоме, эффекта Комптона на электроне и рождения пары на атомном ядре.

Первое слагаемое в (82.8) преобладает при низких энергиях, второе — при средних (несколько мегаэлектронвольт), а третье при высоких. Поэтому т имеет минимум в области, где влияние комптоновского рассеяния наибольшее. Такой минимум особенно резко выражен для тяжелых элементов. В качестве примера на рис. 146 приведены кривые для свинца, которые наглядно показывают относительную роль всех трех рассмотренных нами механизмов ослабления в различных областях энергий П-квангов. 6. Подводя итог последних трех параграфов, заметим, что заряженная частица, пролетая в воздухе, образует в среднем одну пару ионов противоположного знака на 33 эВ потерь. Например, ее-частица с энергией 5 МэВ образует в воздухе 5 10ь: 33 = 150000 пар ионов. Ионизационная способность заряженной частицы в других газовых средах примерно такая же, как и в воздухе.

Гамма-кванты при прохождении через вещество передают свою энергию в основном электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. 530 Прохождение заряженных частиц через вещество [Гл. Х! Приведем пример, иллюстрирующий это утверждение. Пусть электроны с энергией й, = 1 МэВ и т-излучение той же энергии падают на поверхность алюминия. Экстраполированный пробег электро- т,с 1,4 1,0 0,8 0,6 0,4 0 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 Ьх/тс Рис. 146 на такой энергии может быть приближенно рассчитан по формуле й(г/см ) — 0,5Ф, (МэВ) — 0,1. При б, = 1 МэВ значение й — 0,4г/смт = 0,15 см. Средняя длина 1 свободного пробега т-лучей в веществе Л = (из формулы (82.1)) поа видно, что на пути х = Л интенсивность т-излучения уменьшается в е раз).

Для у-квантов с е = 1 МэВ значения пав = 0,165 см и Л = 6 см. Но в отличие от заряженных частиц проникающая способность т-квантов очень велика. При облучении заряженными частицами ионизуется лип1ь только тонкий поверхностный слой, а при облучении у-квантами вся толща вещества. 8 83. Другие проявления взаимодействия ядерных частиц с веществом 1. Заряженная частица, проходя через вещество, испытывает торможение из-за кулоновского взаимодействия не только с электронами, но и с атомными ядрами.

Это упругие столкновения с передачей энергии. Потери энергии частицы из-за этого эффекта выражаются з 83) Другие проявления вга л«одег1етвия 331 формулой типа (80.2): (83. 1) лд.кул гл где % = и/Я -- число ядер в единице объема., а тр — масса протона. При качественном сравнении этой формулы с (80.2) логарифмический множитель не играет роли.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
4990
Авторов
на СтудИзбе
468
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее