В магнитном поле пучок распадался на три пучка

Альфа–частицы (распад)
Введение
Данная статья относится к разделу ядерной физики.
Можно выделить взаимосвязи с другими статьями:

Кварки;

Нейтрино;

Нейтрон;

Протон;

Спин;

Термоядерный синтез;

Физика;

Частицы;

Электрон;

Энергия;

Ядра атомов.
Основная часть
Альфа–частица
–
это
есть
атом
гелия,
заряженный
двумя
положительными элементарными зарядами, т. е. потерявший два электрона.
Символически его можно записать так:
4
2
He ,
где He – элемент гелий,
обозначаемый как в химии; заряд ядра записывается в виде индекса, стоящего
внизу символа слева, а атомная масса – в виде индекса вверху символа слева.
После открытия радиоактивных элементов началось исследование
физической
природы
их
излучения.
Классический
опыт,
позволивший
обнаружить сложный состав радиоактивного излучения, состоял в следующем.
Радиоактивный препарат помещался на дно узкого канала в куске свинца. На
выходившее из канала излучение действовало сильное магнитное поле,
перпендикулярное к лучу. Вся установка размещалась в вакууме. В магнитном
поле пучок распадался на три пучка. Две составляющие первичного потока
отклонялись в противоположные стороны. Это определенно указывало на
наличие у этих электрических зарядов противоположных знаков. При этом
отрицательная компонента излучения откланялась магнитным полем гораздо
больше, чем положительная. Третья составляющая не откланялась магнитным
полем. Положительно заряженная компонента получила название альфа–
лучей, отрицательно заряженная – бета–лучи и нейтральная гамма–лучи (–
лучи, –лучи, –лучи). Труднее всего оказалось выяснить природу –частиц, так
как они слабо отклоняются магнитным и электрическим полями. Окончательно
эту задачу
удалось решить Резерфорду. Собирая –частицы внутри
специального резервуара на протяжении нескольких дней, Резерфорд с
помощью спектрального анализа убедился в том, что в сосуде накапливается
гелий (каждая –частица захватывала два электрона и превращалась в атом
гелия).
Некоторые различия между тремя сортами излучений:
Альфа–лучи гораздо труднее изогнуть в магнитном поле, чем бета–лучи
(так как альфа–частицы в несколько тысяч раз тяжелее бета–частиц), а гамма–
лучи не изгибаются ни в магнитном, ни в электрическом поле вовсе.
Альфа–лучи легко задерживаются и поглощаются даже сравнительно
тонкими слоями вещества (например: литок слюды или алюминия толщиной в
0,05 мм). Проникающая способность альфа–лучей в 100 раз меньше, чем у
бета–лучей и в несколько тысяч раз меньше, чем у гамма–лучей.
Альфа–лучи гораздо сильнее ионизируют воздух, чем бета– и гамма–
лучи. Поглощение альфа–лучей в воздухе и в других веществах тщательно
изучил Брэгг. Он нашел, что альфа–лучи каждого вещества проходят в каждой
данной среде путь совершенно определенной длины, после чего сразу
останавливаются. Поэтому нужно говорить о совершенно определенной длине
“длине пробега” данных альфа–лучей в данном веществе. Альфа–частица,
проходя, например, через воздух, все время ионизирует молекулы воздуха,
отрывая от них электроны. На ионизацию каждой молекулы она затрачивает
определенное количество энергию поэтому после каждой ионизации энергия
частицы уменьшается. Наконец, когда ее запас энергии будет таким образом
исчерпан, она остановится.
При
исследовании радиоактивного
распада
Резерфорд установил
опытным путем характер зависимости активности радиоактивных веществ от
времени –это есть основной закон радиоактивного распада:
N  N0 2

t
T
, где
N – это количества оставшихся радиоактивных атомов через t времени:
N 0 – число радиоактивных атомов в начальный момент времени, а Т – период
полураспада, это есть время, в течение которого распадается половина
наличного числа радиоактивных атомов.
Период полураспада – основная величина характеризующая скорость
радиоактивного распада. Для разных веществ он имеет сильно различающиеся
значения. Так, для урана Т4,5 млрд.лет. Именно поэтому активность урана на
протяжении отрезка времени в несколько лет заметно не меняется. Для радия
Т=1600 лет. Поэтому активность радия значительно больше, чем урана. Чем
меньше период полураспада, тем интенсивней протекает распад. Есть
радиоактивные элементы с периодом полураспада в миллионные доли
секунды.
Правило
смещения
для
радиоактивных
превращений
элементов,
сформулированное Содди: при –распаде ядро теряет положительный заряд
2е и масса его убывает приблизительно на четыре единицы относительной
атомной массы. В результате элемент смещается на две клетки к началу
периодической системы. Символически это можно записать так:
M
Z
X  MZ 42 Y  24 He ,
где X и Y – химические элементы.
Заключение
Для дальнейшего изучения ядерной физики вам следует ознакомиться со
статьями: нейтрон, протон, термоядерный синтез.
Список литературы.
1. Савельев “Курс общей физики”, ч3,1985г.
2. Бронштейн М.П. Атомы и электроны, “Наука”, 1980г.
22.05.2000
Липаткин Д.В.
гр. ИИ–1–95
тел:932-07-91