Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

110
рана так, чтобы α-частицы не могли через неё проникнуть. За окном
располагался экран Э, покрытый сернистым цинком. С помощью мик-
роскопа М можно было наблюдать сцинтилляции в точках попадания на
экран тяжелых заряженных частиц. При заполнении камеры азотом при
низком давлении на экране возникали световые вспышки, указывающие
на появление потока каких-то частиц, способных проникать через фоль-
гу Ф, практически полностью задерживающую поток α-частиц. Отодви-
гая экран Э от окна камеры, Резерфорд измерил среднюю
длину сво-
бодного пробега наблюдаемых частиц в воздухе. Она оказалась при-
близительно равной 28 см, что совпадало с оценкой длины пробега H-
частиц, наблюдавшихся ранее Дж. Томсоном. Исследования действия
на частицы, выбиваемые из ядер азота, электрических и магнитных по-
лей показали, что эти частицы обладают положительным элементарным
зарядом и их масса равна массе ядра атома водорода. Впоследствии
опыт был выполнен с целым рядом других газообразных веществ. Во
всех случаях было обнаружено, что из ядер этих веществ α-частицы вы-
бивают H-частицы или протоны.
Положительный заряд протона в точности равен элементарному
заряду
e = 1,60217733·10
–19
Кл,
то есть равен по модулю отрицательному заряду электрона. В настоя-
щее время равенство зарядов протона и электрона проверено с точно-
стью 10
–22
. Такое совпадение зарядов двух непохожих друг на друга
частиц вызывает удивление и остаётся одной из фундаментальных зага-
док современной физики. Масса
протона равна
m
p
= 1,67262·10
–27
кг.
В ядерной физике массу частицы часто выражают в атомных еди-
ницах массы (а. е. м.), равной
1
12
массы атома углерода с массовым чис-
лом 12:
1 а. е. м. = 1,66057·10
–27
кг.
Следовательно, m
p
= 1,007276 а. е. м. Во многих случаях массу
частицы удобно выражать в эквивалентных значениях энергии в соот-
ветствии с формулой E = m·c
2
. Так как 1 эВ = 1,60218·10
–19
Дж, в энерге-
тических единицах масса протона равна 938,272331 МэВ.
Спин
протона
/ 2
ℏ
.
Таким образом, в опыте Резерфорда было открыто явление рас-
щепления ядер азота и других элементов при ударах быстрых α-частиц
и показано, что протоны
входят в состав ядер атомов.
После открытия протона было высказано предположение, что яд-
ра атомов состоят из одних протонов. Однако это предположение оказа-

Страницы