Лабораторная работа "Изучение треков заряженных частиц"
опыты и эксперименты по физике на тему

Лабораторная работа

Тема: Изучение треков заряженных частиц.

Цель работы: Провести идентификацию (установление ее тождества с известной частицей) заряженной частицы по результатам сравнения трека с треком протона в камере Вильсона, помещенном в магнитном поле.

Оборудование: фотография треков двух заряженных частиц, линейка, калька.

Теоретическая часть работы:

 В поперечное, однородное магнитное поле с одной и той же скоростью в одном и том же направлении влетают две заряженные частицы. Линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости фотографии. Идентификация неизвестной частицы осуществляется путем сравнения ее удельного заряда q / m с удельным зарядом протона qp / mp. Это можно сделать, измерив и сравнив радиусы треков частиц на начальных участках треков. Используя формулу заряженной частицы, движущейся перпендикулярно вектору магнитной индукции в магнитном поле (см. учебник физики 10 кл.,

Г. Я  Мякишев) можно найти отношение q / m = ? (1), (вывести формулу). Радиус кривизны трека частицы определяют следующим образом: накладывают на фотографию лист прозрачной бумаги и переводят на неё трек. Вычерчивают,  как показано на рисунке, две хорды и восстанавливают к ним перпендикуляры. На пересечении перпендикуляров лежит центр окружности, ее радиус измеряют линейкой.

Практическая часть работы:

1. Выведите формулу (1).
2. Положите на фотографию лист прозрачной бумаги (калька) и переведите на нее изображение треков.
3. Определите радиусы кривизны треков частиц, скопированных на кальку, на их начальных участках.
4. Найдите отношения удельного заряда неизвестной частицы (оставившей трек 2) к удельному заряду протона (оставившего трек 1).
5. Сравнив полученный результат с данными, приведенными в таблице, определите, какой именно частице принадлежит трек 2.

Контрольные вопросы:

- Как направлена индукция магнитного поля, в котором двигались данные частицы, по отношению к плоскости фотографии?

- Почему радиус кривизны трека у каждой частицы на начальном участке больше, чем на конечном?

- О каких характеристиках частицы можно сделать заключение по поводу его траектории?

- Как направлено магнитное поле, если частица двигалась вертикально вверх в плоскости рисунка?

6. Сделайте вывод.