Ученикам 10 класса вопрос
из пушки под углом 30⁰ к горизонту производят выстрел снаряда со скоростью 200 м/с. для системы тел «пушка-снаряд» вдоль какой оси выполняется закон сохранения импульса, а вдоль какой – нет? почему? определите скорость пушки после выстрела, если масса снаряда 7 кг, масса пушки – 600 кг.

УскорителиДетекторы частиц

Взаимодействие частиц с веществом

    Для анализа результатов различных экспериментов, важно знать какие процессы происходят при взаимодействии частицы с веществом мишени. Регистрация частиц также происходит в результате их взаимодействия с веществом детектора.
    Взаимодействие частиц с веществом зависит от их типа, заряда, массы и энергии. Заряженные частицы ионизируют атомы вещества, взаимодействуя с атомными электронами. Нейтроны и гамма-кванты, сталкиваясь с частицами в веществе, передают им свою энергию, вызывая ионизацию за счет вторичных заряженных частиц. В случае гамма-квантов основными процессами, приводящими к образованию заряженных частиц являются фотоэффект, эффект Комптона и рождение электрон-позитронных пар. Взаимодействие частиц зависит от таких характеристик вещества как плотность, атомный номер вещества, средний ионизационный потенциал вещества.
    Каждое взаимодействие приводит к потере энергии частицей и изменению траектории её движения. В случае пучка заряженных частиц с кинетической энергией Е проходящих слой вещества их энергия уменьшается по мере прохождения вещества, разброс энергий увеличивается. Пучок расширяется за счет многократного рассеяния.
    Между проходящей в среде частицей и частицами вещества (электронами, атомными ядрами) могут происходить различные реакции. Как правило их вероятность заметно меньше, чем вероятность ионизации. Однако реакции важны, в тех случаях, когда взаимодействующая с веществом частица является нейтральной. Например, нейтрино можно зарегистрировать по их взаимодействию с электронами вещества детектора или в результате их взаимодействия с нуклонами ядра. Нейтроны регистрируются по протонам отдачи или по ядерным реакциям, которые они вызывают.

Тяжелые заряженные частицы - протоны,
альфа-частицы, мезоны и др.

    Тяжелые заряженные частицы взаимодействуют главным образом с электронами атомных оболочек, вызывая ионизацию атомов. Максимальная энергия, которая может быть передана в одном акте взаимодействия тяжелой частицей, движущейся со скоростью v << с, неподвижному электрону, равна
Емакс =  2mev2.
    Проходя через вещество, заряженная частица совершает десятки тысяч соударений, постепенно теряя энергию. Тормозная вещества может быть охарактеризована величиной удельных потерь dE/dx. Удельные ионизационные потери представляют собой отношение энергии Е заряженной частицы, теряемой на ионизацию среды при прохождении отрезка х, к длине этого отрезка. Удельные потери энергии возрастают с уменьшением энергии частицы (рис.1) и особенно резко перед ее остановкой в веществе (пик Брэгга).

B=40 мТл=0,04 Тл         sin30°=0,5; cos30°=0,87;
I=2,5 A                           1.находим длину активной части проводника  из  
F=60 мН=0,06 Н               ф-лы силы Ампера:
α=30°                                  F=IBΔLsinα  ⇒  ΔL=F/IBsinα;
s=0,5 м                              ΔL=0,06/2,5*0,04*0,5=1,2 м;
      2. находим работу магнитного поля:
ΔL-?                                     A=Fscosα=0,06*0,5*0,87=0,0261 Дж.
A-?                                  ответ: ΔL=1,2 м;
                                                    А=0,0261 Дж.