|
Ф-ОБ-001/033
Ф-ОБ-001/033
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ. А. Ясауи атындағы Халықаралық қазақ – түрік университеті Шымкент институты
ФИЗИКА – МАТЕМАТИКА ФАКУЛЬТЕТІ
Физика кафедрасы
Д И П Л О М Д Ы Қ Ж Ұ М Ы С
Иондаушы сәулелердің бағыттарын анықтау тәсілі.
Орындаған: 14-14 тобының студенті
Жұбанқызы Жадыра.
Ғылыми жетекшісі: тех. - ғыл. конд. доцент
Т. Сартбай.
Шымкент 2008 ж.
М а з м ұ н ы
Кіріспе..............................................................................................4
I - Тарау. Иондаушы бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуі.
1. 1. Иондаушы бөлшектердің түрлері..................................................6
1. 2. Зарядталған ауыр бөлшектердің заттарда жұтылуы....................7
1. 3. β - бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуі.................................11
1. 4. γ - сәулеленудің заттардан өтуі.............................................................................................................14
II - Тарау. Ғарыштық сәулелер және оларды зерттеу мәселелері.
2. 1. Ғарыштық сәлелер туралы жалпы мәліметтер.............................20
2. 2. Галактикалық ғарыштық сәулелер................................................22
2. 3. Екінші реттік ғарыштық сәулелер................................................ 26
2. 4. Ғарыштық сәулелерді зерттеу мәселелері....................................29
III - Тарау. Иондаушы сәулелер бағытын анықтау тәсілдері (эксперимент).
3. 1. Гейгер – Мюллер санауышы..........................................................32
3. 2. Лабораториялық индикатордың құрылымы және оның жұмыс істеу принципі...........................................................................................33
3. 3. Ғарыштық сәулелердің бағытын телескоп арқылы анықтау. 3.3.1. Ғарыштық сәуле телескопының телеметриядық параметрлері.........................................................................................38
1 – тәсіл. Ғарыштық сәулелердің таралу бағытан бас телефон көмегімен анықтау...............................................................................40
2 – тәсіл. Ғарыштық сәулелердің таралу бағытын осциллограф көмегімен анықтау...............................................................................40
3.3.2. Ғарыштық сәулелердің таралу бағытын анықтау...................41
Ғарыштық сәуле интенситтілігінің бағытқа тәуелділігі..................45
Қорытынды.......................................................................................47
Пайдаланылған әдебиеттер........................................................48
Кіріспе
Иондаушы сәулелердің табиғи көздерінің бірі ғарыштық сәулелер болып табылады. Зарядты бөлшек үдеткіштері жасалғанға дейін ғарыштық сәулелер жоғары энергиялы иондаушы бөлшектердің бірден – бір көзі болды.
Ғарыштық сәулелерді зерттеу арқылы оның құрамындағы бөлшектердің үдетілу жолдары анықталып кейбір атмосфералық процестерді түсіндіруге болады. Сондықтан ғарыштық сәулелерді иондаушы сәулелердің көзі ретінде қарастырып олардың бағытын анықтау көкейкесті мәселелердің бірі болып саналады.
«Ғарыштық сәулелер» термині Гесса жүмысымен байланысты пайда болды, эртүрлі бөліктерде ауаның иондалу деңгейін зерттеген. Осы тәжірибеге дейін бірнеше уақыт бұрын жер бетінде ауа иондалады деп тұжырымдалған. Секунд сайын орташа есеппен 1см3-та 1 жүп ион түзіледі. Бүндай иондалудың себебі жөнінде сұрақ пайда болды. Болжам, ол радиоактивті заттарды сәулелендіріп жасалады, жекелей алғанда радон, оның іздері ауада болады, иондалу өзгертілмей сақталатыны анықталды және құрғақ ауа жабық ыдысқа орналасқанда онда бірнеше уақыт сақталады. Иондалудың азаятыны да анықталған, бірақ толығымен жоғалмайды, тұйық ыдыс 2,5 см жуандықтағы мырыш қабығымен қапталғанда. Бұл иондаушы сәуле көзі жабық ыдыс сыртында болатын болжамды дэлелдеді. Ал сэуленің өзі ү-сәулеге ұқсас, мырыш қабатынан өте алады. Бұл сәуленің көзі радиоактивті зат болады ма, жоқ па анықтау үшін Гюкель және Гесс ауаның иондалу тиімділігіне өлшеу жүргізді, оны 5000 м биіктікке дейінгі ауа шарында көтергенде тұйық ыдыста бекітілген.
Егер иондалу радиоактивті заттар есебінен жасалған болса, онда жерден бұл сәуленің тиімділігін жою мөлшері бойынша, ал нәтижесінде олардың иондалу деңгейі доғарады. Бірақ та өлшеу нәтижесі кездейсоқ болып шықты.
Иондалу тиімділігінің азаюы бірінші 1000 метрге көтерілгенде ғана байқалады, эрі қарай көтергенде азаю емес, тиімділіктің үлғаюы байқалады жэне 5000 м биіктікте иондалу үш есе көп болып шықты, жер бетіндегімен салыстырғанда.
Осы зерттеу нәтижесінде, жер бетіндегі ауаның иондалуы оның радиоактивті сәуле бөлуі арқылы ғана жүретіні жөнінде тұжырым жасалды, жекелей алғанда ол ғарыштан жерге өтетін жерден тыс түзілістің күші енетін сәуле әсерімен негізделген. Бұл сәулелер ғарыштық сәулелер деген атау алды.
Гесс тәжірибесінен кейін 50 жылдан астам уақыт өтті, осы уақыт аралығында ғарыштық сәулелерге тиімді зерттеулер жасалынды. Осы зерттеулердің нәтижесінде табиғатты зерттеудің нәтижесінде табиғаттың мүлде кездейсоқ қасиеті байқалды, электрондық позитрондық будың пайда болуы, олардың жоғалуы, әртүрлі салмақтағы мезонның пайда болуы және олардың өзара түзілісі сияқты.
Ғарыштық сәулелерді зерттеу және олардың заттармен өзпра әсерлесуі заманауи физиканың ең негізгі бағытының бірі болып жасалынжы. Қазіргі таңда басқада елдерде ғарыштық сәулелер аймағында кең көлемді зерттеу жүргізіледі.
I - Тарау. Иондаушы бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуі.
1. 1. Иондаушы бөлшектердің түрлері.
Иондаушы сәулелер деп электрон, протон, нейтрон, α - бөлшек, мезон, фотон және т.б. қарапайым бөлшектер ағынын айтамыз. Бөлшекетердің заттың атомындағы электрон немесе ядромен өзара әсерлесуі кулондық, электромагниттік, ядролық күштер арқылы жүзеге асады.
Бұл әсерлесулер нәтижесінде болатын серпімді және серпімсіз соқтығысулар нәтижесінде өте көп процестер туындайды.Сол көп процстердің ішінен энергия шығыны үлкен болатын процестерді ғана қарастырамыз. Осы тұрғыда иондаушы бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуін төрт топқа – зарядталған ауыр бөлшектерден зарядталған жеңіл бөлшектермен, фотондармен және нейтрондармен – деп бөлуге болады.
Ионаушы бөлшектердің заттарда бірлік ұзындыққа жүргенде шығындалған энергиясы тежелу қабілеті деп аталады. Егер бөлшектің затта жүру жолының ұзындығын г / см2 – бірлікте өлшейтін болсақ тежелу қабілеті заттың агрегаттық күйіне тәуелді болмайды. Заттарда жұтылған энергия сол ортада әртүрлі физикалық құбылыстар тудырады. Сол туындаған құбылыстарды иондаушы бөлшектерді тіркеу үшін пайдалануға болады. Жұтылған энергияның ортада миграциясы және оның нәтижесінде туындайтын әртүрлі құбылыстардың болуы заттың агрегаттық күйіне тәуелді болады. Мысалы, газдарға зарядталған бөлшектер енгенде еркін электрон және иондар туындайды.Соның нәтижесінде газдың электрлік кедергісі өзгереді.Кейбір кристалдарға иондаушы бөлшектер түскен кезде жарық фотондарын шығарады. Иондаушы бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуі нәтижесінде
туындайтын осындай әртүрлі процестерді бақылау арқылы оларды тіркеуге болады. [ 1 ]
1. 2. Зарядталған ауыр бөлшектердің заттарда жұтылуы.
Зарядтары аз болған (Z = 1, 2) ауыр бөлшектер заттармен өзара әсерлескенде олардың энергия шығыны, негізінен, заттың атомдарымен серпімсіз кулондық соқтығысуы нәтижесінде туындайды. Серпімсіз соқтығысу нәтижесінде заттың атомы иондалады немесе қозған күйге өтеді. Бұл процесс үздіксіз болатындықтан зарядталған бөлшектің энергиясы да үздіксіз кемиді.
Зарядталған бөлшектердің атом ядросымен серпімді соқтығысуы нәтижесіндегі энергия шығыны иондауға кеткен энергиямен салыстырғанда өте аз болады. Егер иондаушы бөлшек энергиясы ядроның потенциялдық тосқауылынан үлкен болса бөлшектің энергия шығыны да үлкен болады. Мысалы, протон графитпен өзара әсерлескенде оның энергиясы 30 МэВ - тен, ал α - бөлшек үшін 100 МэВ - тен жоғары болғанда атом ядросымен соқтығысу кезіндегі энергия шығыны ескеретіндей шамаға ие болады.
Сонымен, энергиясы 50 МэВ - тен төмен болған зарядталған ауыр бөлшектердің заттармен өзара әсерлесуі кезіндегі энергия шығынын, негізінен иондау процесімен байланысты деп қарастыруға болады.
Н. Бор зарядталған бөлшектердің атом электрондарымен соқтығысуын классикалық тұрғыдан қарастырып, меншікті энергия шығынын есептеп шықты. х өсінің бағытымен қозғалыстағы зарядталған бөлшек тыныштық күйдегі электроннан у қашықтықтан өтсін. Өзара әсерлесу нәтижесінде электронның алған импульсі олардың арасындағы кулондық күш (Ze² / y²) - пен өзара әсерлесу уақыты (~у / υ) - ың көбейтіндісіне тең болады. Олай болса соқтығысу нәтижесінде электронның алған энергиясы:
Егер ортадағы электронның тығыздығы NZ болса, зарядталған бөлшектің, заттың қалыңдығы уdу қабатындағы электрондармен өзара әсерлесуі нәтижесінде, бірлік жол ұзындығындағы энергия шығыны:
 – ке тең болады.
Достарыңызбен бөлісу: | 
