Механика. Щербаченко Л.А. - 61 стр.

            необходимо уменьшить кинетическую энергию нейтронов. При каждом
            упругом лобовом столкновении нейтронов с ядрами урана от нейтрона к
            ядру передается лишь часть (примерно 4/238) его энергии. Это очень
            маленькая передача, и нейтроны замедляются чрезвычайно медленно. Чтобы
            ускорить замедление, в зону атомного реактора, в которой происходит
            деление ядер, вводится специальное вещество – замедлитель. Ясно, что ядра
            замедлителя должны быть достаточно легкими. В качестве замедлителя
            употребляется, например, графит. Ядро углерода, входящего в графит,
            примерно лишь в 12 раз массивнее нейтрона. Поэтому при каждом
            лобовом столкновении нейтрона с ядром графита последнему передается
            примерно 4/12 = 1/3 энергии нейтрона и процесс замедления идет очень
            быстро.

                                        Комптон-эффект.
                  Рассмотрим аналогично столкновение двух частиц, обладающих
            релятивистскими скоростями. Если одну из частиц считать до
            столкновения покоящейся, а другую — движущейся с релятивистской
            скоростью, то вид закона сохранения импульса не изменится, а вместо закона
            сохранения энергии необходимо написать закон сохранения полной энергии
            в виде
                    m01 c 2                 m01 c 2       m02 c 2
                              + m02 c 2 =             +                               (24)
                        v2                     v′ 2          v′ 2
                     1 − 12                 1 − 12        1 − 22
                        c                       c             c
                  Мы не будем анализировать особенности решения этих уравнений в
            общем случае, поскольку это довольно громоздко. Вместо этого рассмотрим
            один конкретный процесс, который сыграл большую роль в физике, –
            эффект Комптона. Все материальные частицы обладают как волновыми, так
            и корпускулярными свойствами. Это означает, что в одних обстоятельствах
            частица ведет себя как волна, а в других — как корпускула. Такими же
            свойствами обладает свет. Корпускулярные свойства света выражаются в
            том, что в определенных условиях излучение ведет себя как совокупность
            частиц – фотонов. Фотон несет с собой энергию Eφ и импульс p , которые
            связаны с частотой
                      r
                               света ω и длиной волны λ следующими формулами:
                    r
                    p = hk
                              ,                                                       (25)
                   Eφ = hω
                        r 2π
                   где k = , а h = 1,05 ⋅ 10 −34 Дж ⋅ с - постоянная Планка. Корпускулярные
                           λ
            свойства проявляются тем отчетливее, чем меньше длина волны.
            Фотоны, соответствующие длинам волн порядка 0,1 нм, называются γ -
            квантами. Корпускулярные свойства γ -квантов выражены очень ярко.
            При столкновении с электронами они ведут себя подобно частицам,
            энергия и импульс которых даются формулами ( 2 5 ) .


                                                                                         61

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com