III Исследование поглощения излучений различными веществами.

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ L-ФИЗИКА.

Цель работы: сравнить интенсивность излучения различных источников, исследовать зависимость числа β -частиц, регистрируемых счетчиком, от поглощающего вещества, толщины поглощающего слоя и расстояния от источника до счетчика.

Оборудование:

1. Ноутбук с программой «L-физика».
2. Счетчик Гейгера.
3. Источник β - и γ -излучений, соль калия.
4. Набор пластин из свинца, алюминия, меди, железа, картона.
5. Линейка.

Ход работы

I Знакомство с программой.

1. Включите компьютер. Запустите с рабочего стола программу «L-физика» раздел «Датчики». Выберите в меню «Индикатор радиоактивных излучений». На появившейся картинке на экране нажмите левой клавишей мышки кнопку «Проведение измерений», а затем на появившейся картинке кнопку «Пуск». На верхней части экрана при регистрации пролетевшей через счетчик частицы на голубой линии появляется всплеск, а в правой части - число частиц, зарегистрированных на данный момент времени. На нижней части экрана строится график зависимости числа частиц за 60 секунд (1 минуту) от времени. В правой части экрана высвечивается число частиц за последнюю минуту.

II Измерение уровня радиоактивного фона и уровня излучения различных источников.

1. Удалите от счетчика радиоактивные препараты и калийную соль. Нажмите кнопку «Пуск».
2. Запишите в таблицу 1 число частиц, зарегистрированных счетчиком за 1-ую, 2-ую и 3-ю минуту. Найдите их среднее арифметическое, то есть среднее значение уровня радиоактивного фона. Нажмите кнопку «Стоп».

Таблица 1

1. Повторите измерения для соли калия, источников β - и γ -излучения. Так как радиоактивность калия очень слабая, пакет с ее солью положить поверх счетчика, источник γ -излучения располагайте вплотную к счетчику, а источник β -излучения на расстоянии 5 см от него. Железные пластинки с источниками β - и γ -излучения устанавливайте вертикально в прорезь деревянной подставки.

III Исследование поглощения излучений различными веществами.

1. Установите на расстоянии 5 см от счетчика источник β -излучения. На пути излучения поставьте пластинку из картона толщиной около 1 мм.
2. Кнопкой «Пуск» включите счетчик. Трижды измерьте число частиц, зарегистрированных счетчиком за 1 минуту, и запишите в таблицу 2 их среднее значение N.
3. Взяв из таблицы 1 число β -частиц N , вычислите, сколько β -частиц поглотит картон и сколько % излучения он поглотил.

К%= •100%

1. Повторите измерения и вычисления с пластинками алюминия, меди и свинца.
2. Сделайте вывод: как поглощение β -излучения зависит от плотности поглощающего вещества.

Таблица 2

N		Картон	Al	Cu	Pb
	Число частиц, прошедших через пластину
% поглощенных частиц

IV Исследование зависимости числа β -частиц, прошедших через слой алюминия, от его толщины.

1. Запишите в таблицу 3 число β -частиц N , излучаемых источником за 1 минуту.
2. Установите источник β -частиц на расстоянии 5 см от счетчика. На пути излучения поставьте пластинку алюминия толщиной 1 мм.
3. Кнопкой «Пуск» включите счетчик и трижды измерьте число частиц, зарегистрированных счетчиком за 1 минуту, и запишите в таблицу 3 их среднее значение N.

Таблица 3

1. Повторите опыт с 2-мя, 3-мя, 4-мя пластинками.
2. Постройте график зависимости числа β -частиц, прошедших через слой алюминия от его толщины: N(H).
3. Заполните таблицу 4.

Таблица 4

N /N	N / N	N / N	N / N

1. Запишите в тетрадь вывод.

V Исследование зависимости числа β -частиц, регистрируемых счетчиком, от расстояния между счетчиком и источником.

1. Положите рядом с панелью со счетчиком учебник равной с ней толщины.
2. Увеличивая через 5 см расстояние между источником β -частиц и счетчиком Гейгера от 5 см до 30 см, измеряйте и заносите в таблицу 5 число β -частиц, регистрируемым счетчиком за 1 минуту.

Таблица 5

Расстояние между источником и счетчиком	r; см
Число зарегистрированных за 1 мин β -частиц	N; мин

1. Постройте график N(r).
2. Запишите вывод в тетрадь.

Контрольные вопросы.

1. Как устроен и как работает счетчик Гейгера?
2. Какие частицы может регистрировать счетчик Гейгера? Какой особенностью в устройстве должен обладать счетчик для регистрации α -частиц?
3. Почему возникающий после пролета заряженной частицы электрический разряд в газе счетчика быстро прекращается?
4. Почему счетчик регистрирует заряжение частиц, даже если рядом с ним нет радиоактивного препарата?
5. Какие еще счетчики для регистрации заряженных частиц Вы знаете?
6. Сравните ионизирующее действие α -, β -, γ -излучений, потока нейтронов.
7. Как число частиц, попавших от точечного источника радиации на плоскую поверхность, зависит от расстояния между источником и поверхностью, от площади поверхности и от угла между нормалью к поверхности и скоростью частиц?
8. Источник изотропно испускает 10 β -частиц за каждую секунду. Сколько частиц от этого источника попадает за 1 минуту на лист бумаги 15× 20 см², расположенный на расстоянии 2 м от источника под углом 30º к скорости частиц?
9. Когда на пути β -частиц поставили лист алюминия толщиной 1 мм, число частиц, регистрируемых счетчиком уменьшилось от 1000 до 800. Сколько частиц будет регистрировать счетчик в минуту, если толщину листа увеличить в 2 раза? В три раза? *При какой толщине листа число регистрируемых частиц уменьшится в 2 раза?

Таблица 1

Таблица 2

N		Картон	Al	Cu	Pb
	Число частиц, прошедших через пластину
	% поглощенных частиц

Таблица 3

Таблица 4

N /N	N / N	N / N	N / N

Таблица 5

Расстояние между источником и счетчиком	r; см
Число зарегистрированных за 1 мин β частиц	N; мин