Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Теоретическое введение. 1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб

Читайте также:
  1. I Введение
  2. I Введение
  3. I. ВВЕДЕНИЕ
  4. I. ВВЕДЕНИЕ
  5. I. ВВЕДЕНИЕ
  6. I. Введение
  7. I. Введение
  8. I. Введение
  9. I. ВВЕДЕНИЕ
  10. I. ВВЕДЕНИЕ

1. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. - 11-е изд., стер. / Т.И. Трофимова. - М.: Изд. центр «Академия», 2006. - §§ 255–259.

2. Детлаф, А.А. Курс физики: учеб. пособие для студ. втузов. - 6-е изд., стер. / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - §§ 45.4 – 45.7.

3. Радиационно-экологическая обстановка в Брянской области / Под ред. академика МИА Е.С. Мурахтанова. – Брянск, 1994.

4. Евтюхов, К.Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов экономических и гуманитарных специальностей очной и заочной форм обучения / Евтюхов К.Н. – Брянск: БГИТА, 2011. - §§ 10.1-10.3.

 

 

ИЗУЧЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

 

Цель работы:

1. Ознакомиться с основными представлениями о космическом излучении.

2. Исследовать угловое распределение интенсивности вторичного космического излучения, выделить жесткую компоненту космического излучения и сравнить ее интенсивность с интенсивностью мягкой компоненты.

 

Теоретическое введение

Космическое излучение (космические лучи) – подразделяется на первичные и вторичные лучи. Первичное излучение - поток элементарных частиц, преимущественно протонов, приходящих на Землю почти изотропно со всех направлений из космического пространства. Вторичное излучение – поток элементарных частиц, возникающих в результате взаимодействия первичных лучей с атомными ядрами газов, составляющих воздух. В составе первичных космических лучей различают постоянно приходящие из-за пределов Солнечной системы галактические лучи с частицами огромных энергий, и эпизодически появляющиеся солнечные космические лучи, содержащие частицы умеренных энергий.

В составе первичных лучей более 90% всех частиц составляют протоны, то есть ядра водорода, примерно 7% - -частицы, то есть ядра гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов, около 1% - ядра более тяжелых элементов. Этот состав примерно соответствует распространенности элементов во Вселенной, сложившейся на ранних стадиях ее эволюции после Большого Взрыва. Интенсивность первичных космических лучей на границе атмосферы (то есть на высоте ~50 км) равна примерно 1 част/(см2·с). Первичное излучение поглощается в земной атмосфере, порождая вторичное излучение, и на высоте ниже 20 км космическое излучение практически полностью является вторичным. У поверхности Земли интенсивность вторичного излучения составляет примерно 2.4·10-2 част/(см2·с). В состав вторичного космического излучения входят все известные в настоящее время элементарные частицы. До создания мощных ускорителей заряженных частиц, то есть до 50-ых годов 20-го века именно в космическом излучении ученые открывали новые элементарные частицы. Позитрон (античастица электрона), -мезоны (мюоны), π -мезоны, странные частицы были обнаружены в составе космических лучей.

Магнитное поле Земли, искривляя траекторию движения заряженных частиц, приводит к возникновению широтного эффекта, то есть зависимости интенсивности космических лучей от географической широты. Магнитное поле Земли может захватывать и удерживать заряженные частицы, приходящие из космоса. Это приводит к образованию радиационных поясов Земли – окружающих ее зон с повышенной концентрацией заряженных частиц. В экваториальной плоскости внутренний радиационный пояс простирается на высотах от 600 до 6000 км, а внешний пояс – от 20 000 до 60 000 км. В полярных широтах оба пояса приближаются к Земле, что проявляется, например, в возникновении северного сияния.

В составе вторичных космических лучей имеются три компоненты. Адронная компонента, состоит из нуклонов, то есть частиц атомного ядра: протонов и нейтронов, и π -мезонов. Эта компонента сильно взаимодействует с атомными ядрами воздуха и почти полностью поглощается в атмосфере, не достигая поверхности Земли. Мягкая компонента состоит из электронов, позитронов и -квантов, то есть частиц электромагнитного излучения с очень малой длиной волны. Эта компонента называется мягкой, так как не обладает большой проникающей способностью и сильно поглощается свинцом. Жесткая компонента способна проникать через толстые слои свинца, так как состоит из мюонов, слабо взаимодействующих с атомными ядрами.

На уровне моря интенсивности жесткой и мягкой компонент таковы:

 

IЖ =1.7·10-2 част/(см2·с), (7.1)

 

IМ =0.7·10-2 част/(см2·с). (7.2)

 

Интенсивность вторичных космических лучей на уровне моря зависит от направления их падения на Землю. Лучи, падающие вертикально, проходят атмосферу по кратчайшему пути s 0, меньше в ней поглощаются, и поэтому их интенсивность максимальна. Лучи, падающие наклонно под углом к вертикали (угол называют зенитным углом) проходят в атмосфере, как показано на рисунке 7.1, путь , в раз больший, чем s 0, поэтому поглощаются сильнее и у поверхности их интенсивность меньше. Установлено, что интенсивность вторичного космического излучения у поверхности Земли зависит от зенитного угла по закону

 

, (7.3)

 

где I 0 – интенсивность вертикально падающих лучей.

В данной лабораторной работе, во-первых, с помощью толстого слоя свинца производится выделение жесткой компоненты из общей интенсивности вторичного космического излучения, и ее интенсивность сравнивается с интенсивностью мягкой компоненты. Во-вторых, исследуется угловая зависимость интенсивности вторичного космического излучения и проверяется справедливость формулы (7.3).




Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 29 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав