Question

Как определить неизвестную заряженную частицу по её треку на фотографии?

Есть в школе такая лабораторная работа. В которой требуется определить неизвестную частицу изучая её трек на фотографии. Как определить частицу по треку номер I, если известно, что трек номер II принадлежит протону.

Answer 1

Вообще-то мало что можно сказать, кроме того, что частица тоже заряжена положительно.

Радиус траектории определяется простой формулой: R = m/Q * v/B. B (индукция поля) тут, понятное дело, одна и та же что для протона, что для этой Х-частицы. А вот про скорость ничего не известно. Однако если предположить, что её скорость такая же, что и у протона, то из вдвое большего радиуса при том же магнитном поле следует, что у неё вдвое больше отношение масса/заряд (m/Q).

Под эти параметрвы подходит альфа-частица.

Answer 2

Радиус кривизны трека при постоянном магнитном поле пропорционален энергии частицы, ее массе и обратно пропорционален заряду. В условии ничего не сказано про энергии частиц, поэтому, к сожалению, мы ничего не можем сказать -- это может быть и другой протон, в два раза большей энергии. А может быть альфа-частица той же энергии: ее заряд вдвое больше, а масса вчетверо больше массы протона.

Answer 3

Выполнение этой лабораторной работы номер 8 по учебнику физика 11 автора Генденштейна на первый взгляд кажется простым. Но тщательное выполнение даёт интересные результаты. Если точно взять отношерие радиусов, так как описывается в работе, то получается значение около 0,7. Это значит что удельный заряд неизвестной частицы относится к удельному заряду протона в отношении 0,7. Это значит, что частица имеет удельный заряд выражаемый числом примерно 2/3. Это соответствует редкому изотопу ядра гелия с зарядовым числом 2, с массовым числом 3.

Могу предположить, что получение редкого ядра гелия связано с типографической ошибкой. Слишком растянули фотографию, что увеличило ошибку измерения настолько, что вместо отношения 1/2 получилось отношерие 2/3.

Ещё интересный момент.

Трек номер II приписывается протону. Но на мой взгляд более лёгкая частица должна иметь траекторию меньшего радиуса. Поскольку инерция меньше и отклоняться она должна сильнее.

Вот такая лабораторная работа... ошибка на ошибке...

поскольку в учебнике ничего не говорится о каких либо частицах, кроме альфа частиц, это значит, что именно их имеет ввиду автор составитель учебника в лабораторной работе номер 8.

Мой ответ трек номер 1 - протон. Трек номер 2 - альфа-частица, несмотря на описание в лабораторной работе.