Экспериментальная часть

Оборудование

Цель

1. Определить зависимость между током катушки и индукций магнитного поля для калибрования спектрометра. Измерить энергетические спектры ß- излучения нестабильных атомных ядер.

2. Определить энергию ß- распада из полученных спектров для изотопов ²²Na и ⁹⁰Sr. Сравнить измеренные энергии распада с теоретическими значениями.

Установка

Рис. 1: Экспериментальная установка ß- спектрометра для определения энергии ß- частиц

Теория расчета энергии ß- частиц с помощью ß- спектрометра

На рис. 2 изображена конструкция камеры ß- спектрометра.

Камера ß- спектрометра изготавливается из немагнитного материала. В корпусе камеры 1 находятся:

2 – гнездо для установки радиоактивного источника,

3, 6 – диафрагмы,

4 - боковое отверстие для тангенциального датчика Холла,

5 - гнездо для установки счетчика Гейгера-Мюллера.

Внутри камеры установлены перегородки таким образом, чтобы ß- частицы двигались по дуге с фиксированным радиусом кривизны 50 мм.

На этой орбите сила Лоренца, действующая на ß- частицы со стороны поперечного магнитного поля, исполняет роль центростремительной силы:

(3.1)

При этом импульс частицы будет равен:

(3.2)

Так как полная энергия E релятивистской частицы связана с ее импульсом p соотношением

(3.3)

где полная энергия E складывается из

, (3.4)

то из (3.2), (3.3) и (3.4) для кинетической энергии T частицы следует:

(3.5)

Выполнение работы

Собрать установку, как показано на рис. 1, вначале без радиоактивного источника. Компоненты железного сердечника электромагнита должны быть надежно закреплены таким образом, чтобы обеспечить постоянный магнитный поток.