Вопрос:

1. Рассмотрите фотографию треков заряженных частиц, которые получены с помощью камеры Вильсона, и укажите направления начальных скоростей движения частиц. 2. Определите знак заряда частицы 2, если частица 1 идентифицирована как протон. 3. Выясните, отличается ли толщина трека в начале и в конце пробега частицы.

Ответ:

Проведение эксперимента:

  1. Для определения направления начальных скоростей частиц необходимо проанализировать кривизну их треков в магнитном поле, которое предполагается перпендикулярным плоскости снимка. Направление скорости определяется по правилу левой руки: если расположить пальцы левой руки по направлению скорости, а линии магнитного поля направить в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление силы, действующей на частицу. В камере Вильсона траектория частицы искривляется под действием этой силы. Направление скорости частицы будет касательным к траектории в каждой точке.
  2. Если частица 1 — протон (положительно заряженная частица), и ее трек (предположим, первый из видимых) имеет определенное направление кривизны, то по этому образцу мы можем определить знак заряда частицы 2. Если трек частицы 2 искривляется в противоположную сторону по сравнению с треком протона при одинаковых начальных условиях (скорость, магнитное поле), то ее заряд противоположен заряду протона, то есть отрицателен. Если трек искривляется в ту же сторону, то знак заряда такой же.
  3. Толщина трека частицы обычно зависит от ее энергии. По мере движения частица теряет энергию из-за ионизации среды. Следовательно, в начале пробега, когда энергия частицы максимальна, трек может быть более толстым или иметь более интенсивное осаждение (в зависимости от типа детектора). К концу пробега, когда энергия частицы уменьшается, толщина трека или интенсивность осаждения могут уменьшиться.

Ответ: Указания по выполнению эксперимента представлены в пунктах выше.