Презентация "Ядерные частицы" по физике – проект, доклад

Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Слайд 20
Слайд 21
Слайд 22
Слайд 23
Слайд 24
Слайд 25
Слайд 26
Слайд 27
Слайд 28
Слайд 29
Слайд 30
Слайд 31
Слайд 32

Презентацию на тему "Ядерные частицы" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 32 слайд(ов).

Слайды презентации

Лекция 8 1.Взаимодействие ядерных частиц с веществом 2. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество. 3. Прохождение легких заряженных частиц через вещество. 4. Прохождение  - квантов через вещество. 5. Другие механизмы взаимодействия излуче- ния с веществом: Комптоновское рассеяние, фотоэф
Слайд 1

Лекция 8 1.Взаимодействие ядерных частиц с веществом 2. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество. 3. Прохождение легких заряженных частиц через вещество. 4. Прохождение  - квантов через вещество. 5. Другие механизмы взаимодействия излуче- ния с веществом: Комптоновское рассеяние, фотоэффект, рождение электрон-позитрон- ных пар, эффект Вавилова –Черенкова.

1.Введение. Будем рассматривать частицы и  - кванты с энергиями Е >> J =13.5 Z эВ. (J – средний потенциал ионизации атома; E
Слайд 2

1.Введение. Будем рассматривать частицы и  - кванты с энергиями Е >> J =13.5 Z эВ. (J – средний потенциал ионизации атома; E

2. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество. Частица, пролетая сквозь вещество, «растал-кивает» атомные электроны своим кулонов-ским полем. При этом частица теряет свою энергию – ионизационные потери, а атомы ионизуются или возбуждаются. Эти потери энергии на единицу пути будем характери
Слайд 3

2. Прохождение тяжелых заряженных частиц через вещество.

Частица, пролетая сквозь вещество, «растал-кивает» атомные электроны своим кулонов-ским полем. При этом частица теряет свою энергию – ионизационные потери, а атомы ионизуются или возбуждаются. Эти потери энергии на единицу пути будем характеризо-вать величиной - dE/dx и полным пробегом R частицы в веществе.

Приближения: - применимо классическое рассмотрение про-цесса столкновения частицы с электроном атома – pb>> ħ; - скорости атомных электронов до и после столкновения малы по сравнению со скоростью налетающей частицы, или Ечаст >> (Мчаст/me)Ee
Слайд 4

Приближения: - применимо классическое рассмотрение про-цесса столкновения частицы с электроном атома – pb>> ħ; - скорости атомных электронов до и после столкновения малы по сравнению со скоростью налетающей частицы, или Ечаст >> (Мчаст/me)Ee

Cхема взаимодействия заряженной частицы (+) с электроном (е)
Слайд 5

Cхема взаимодействия заряженной частицы (+) с электроном (е)

Вычислим потери энергии налетающей час-тицей при столкновении с одним электроном. Импульс электрона будет менятся в перпенди-кулярном направлении к оси (Х): Пусть взаимодействие эффективно на участке пути равном 2b, которое частица проходит за время Δt = 2b/vч. Кулоновская сила взаимодей-ствия приме
Слайд 6

Вычислим потери энергии налетающей час-тицей при столкновении с одним электроном. Импульс электрона будет менятся в перпенди-кулярном направлении к оси (Х):

Пусть взаимодействие эффективно на участке пути равном 2b, которое частица проходит за время Δt = 2b/vч. Кулоновская сила взаимодей-ствия примерно равна:

Это энергия, которую теряет частица и приоб-ретает электрон в атоме вещества. Учтем взаимодействие со всеми электронами на рас-стоянии b. Для этого запишем объем цилиндрического слоя радиуса b, толщиной db и высотой dx: V = 2 ∙ b db dx. ∙ Число электронов в объеме V равно V∙ ne=2 ∙ b∙ne db dx (ne
Слайд 7

Это энергия, которую теряет частица и приоб-ретает электрон в атоме вещества.

Учтем взаимодействие со всеми электронами на рас-стоянии b. Для этого запишем объем цилиндрического слоя радиуса b, толщиной db и высотой dx: V = 2 ∙ b db dx. ∙ Число электронов в объеме V равно V∙ ne=2 ∙ b∙ne db dx (ne – плотность электронов).

Тогда общие потери энергии частицей: Оценка логарифмического множителя приво-дит к выражению для ионизационных потерь –формула Бора:
Слайд 8

Тогда общие потери энергии частицей:

Оценка логарифмического множителя приво-дит к выражению для ионизационных потерь –формула Бора:

Выражая скорость через энергию и массу частицы: Выводы из формулы Бора: - Число ne пропорционально плотности вещества ne = Z ∙  ∙ Na / A. Поэтому -dE/dx ~ , a величина -dE/d(∙x) примерно одинакова для всех веществ. - Величину (x), имеющую размерность г/см2, принимают за единицу длины и в этих ед
Слайд 9

Выражая скорость через энергию и массу частицы:

Выводы из формулы Бора: - Число ne пропорционально плотности вещества ne = Z ∙  ∙ Na / A. Поэтому -dE/dx ~ , a величина -dE/d(∙x) примерно одинакова для всех веществ. - Величину (x), имеющую размерность г/см2, принимают за единицу длины и в этих единицах рассчитывается толщина защиты от радиации.

- Зависимость -dE/dx~ 1/v2 свидетельствует, что чем ниже скорость частицы, тем выше потери. Поэтому треки частиц в камере Вильсона или в фотоэмульсии резко утолщаются в конце пути. - При одной и той же энергии при нерелятиви-стских скоростях потери пропорциональны массе частицы. Поэтому треки у тяже
Слайд 10

- Зависимость -dE/dx~ 1/v2 свидетельствует, что чем ниже скорость частицы, тем выше потери. Поэтому треки частиц в камере Вильсона или в фотоэмульсии резко утолщаются в конце пути. - При одной и той же энергии при нерелятиви-стских скоростях потери пропорциональны массе частицы. Поэтому треки у тяжелых час-тиц жирнее и короче. Многократно заряженные частицы сильнее тормозятся в веществе.

Формула Бора не применима при очень малых и очень больших энергиях налетающих частиц. Пробег R частицы в веществе зависит от энергии, массы и заряда частицы:
Слайд 11

Формула Бора не применима при очень малых и очень больших энергиях налетающих частиц. Пробег R частицы в веществе зависит от энергии, массы и заряда частицы:

3. Прохождение легких заряженных частиц через вещество. Механизм ионизационных потерь для электронов в общем такой же, как и для других заряженных частиц. Отличие в малости массы электрона, что приводит к большому изменению импульса электрона в каждом столкновении, изменения первоначального направле
Слайд 12

3. Прохождение легких заряженных частиц через вещество.

Механизм ионизационных потерь для электронов в общем такой же, как и для других заряженных частиц. Отличие в малости массы электрона, что приводит к большому изменению импульса электрона в каждом столкновении, изменения первоначального направле-ния движения. С учетом всех поправок для ионизаци-онных потерь электронов получены выражения: а –релят.:

Выводы: -При одной и той же скорости потери примерно одинаковы для однократно заряженных частиц любых масс для релятивистских энергий (например: р,е).
Слайд 13

Выводы: -При одной и той же скорости потери примерно одинаковы для однократно заряженных частиц любых масс для релятивистских энергий (например: р,е).

-В нерелятивистском случае потери пропорцио-нальны массе частицы и для протона они в 2000 раз больше чем для электрона той же энергии. В ультрарелятивистском пределе ионизацион-ные потери слабо зависят и от энергий и от масс частиц. Поэтому эти частицы трудно отличить по толщине треков.
Слайд 14

-В нерелятивистском случае потери пропорцио-нальны массе частицы и для протона они в 2000 раз больше чем для электрона той же энергии. В ультрарелятивистском пределе ионизацион-ные потери слабо зависят и от энергий и от масс частиц. Поэтому эти частицы трудно отличить по толщине треков.

Заряженная частица, движущая с ускорением, излучает электромагнитные волны. Поэтому электроны при столкновениях с атомами (ядра-ми) вещества излучают. Это излучение назы-вают тормозным. Потери энергии на тормозное излучение называются радиационными. Интенсивность тормозного излучения для час-тицы с
Слайд 15

Заряженная частица, движущая с ускорением, излучает электромагнитные волны. Поэтому электроны при столкновениях с атомами (ядра-ми) вещества излучают. Это излучение назы-вают тормозным. Потери энергии на тормозное излучение называются радиационными. Интенсивность тормозного излучения для час-тицы с ускорением v в нерелятивистском нек-вантовом случае определяется соотношением:

Релятивистский квантовый расчет приводит к следующей формуле для радиационных потерь: С увеличением энергии электронов радиационные потери становятся преобладающими при Екр. Для оценки критической энергии получено соотношение:
Слайд 16

Релятивистский квантовый расчет приводит к следующей формуле для радиационных потерь:

С увеличением энергии электронов радиационные потери становятся преобладающими при Екр. Для оценки критической энергии получено соотношение:

4. Прохождение  - квантов через вещество. К  - квантам относят электромагнитные вол-ны, длина которых,  , значительно меньше межатомных расстояний d = 10-8 см: 
Слайд 17

4. Прохождение  - квантов через вещество.

К  - квантам относят электромагнитные вол-ны, длина которых,  , значительно меньше межатомных расстояний d = 10-8 см: 

Поэтому, при взаимодействии с веществом  - кванты или поглощаются, или рассеивают-ся на большие углы и их интенсивность понижается: dJ = -  J0 dx здесь J, J0 – число частиц, проходящих через 1 см2 в 1 сек. и начальная интенсивность, соответ-ственно;  - коэффициент поглощения;  / - массовый коэф
Слайд 18

Поэтому, при взаимодействии с веществом  - кванты или поглощаются, или рассеивают-ся на большие углы и их интенсивность понижается: dJ = -  J0 dx здесь J, J0 – число частиц, проходящих через 1 см2 в 1 сек. и начальная интенсивность, соответ-ственно;  - коэффициент поглощения;  / - массовый коэффициент поглощения или толщина слоя вещества, измеряется в единицах г / см2.

Если коэффициент поглощения разделить на число поглощающих центров, то получим полное сечение рассеяния данного процесса: i  nii , а полный коэффициент поглощения будет равен:  i. Поглощение  - квантов веществом происходит за счет трех процессов: фотоэффекта, комптон- эффекта и рождения элек
Слайд 19

Если коэффициент поглощения разделить на число поглощающих центров, то получим полное сечение рассеяния данного процесса: i  nii , а полный коэффициент поглощения будет равен:  i. Поглощение  - квантов веществом происходит за счет трех процессов: фотоэффекта, комптон- эффекта и рождения электронно-позитронных пар в кулоновском поле ядра.

Фотоэффект. Фотоэффектом называется процесс поглощения  - кванта атомом с испусканием электрона. Поскольку свободный электрон не может поглотить  - квант (вследствии нарушения законов сохранения энергии и импульса), то вероятность поглощения бу-дет максимальна при Еγ ~ Есв для электронов. Таким об
Слайд 20

Фотоэффект. Фотоэффектом называется процесс поглощения  - кванта атомом с испусканием электрона. Поскольку свободный электрон не может поглотить  - квант (вследствии нарушения законов сохранения энергии и импульса), то вероятность поглощения бу-дет максимальна при Еγ ~ Есв для электронов. Таким образом, на зависимости эффективного сечения иони-зации Ф от Е будут наблюдаться резкие пики при Е равных потенциалу ионизации оболочек К, L, М и т.д.…

ф IM IL IK E. Рис . Зависимость сечения ионизации от энергии энергии  - кванта.
Слайд 21

ф IM IL IK E

Рис . Зависимость сечения ионизации от энергии энергии  - кванта.

Сечение фотоионизации ф ~ 5, т.е. силь-но зависит от атомного номера вещества; растет при переходе к тяжелым элементам; является преобладающим механизмом поглощения при низких энергиях -квантов: ф  6*10-16 см2 при Е = 1 КэВ; ф  6*10-25 см2 при Е = 0.1 МэВ.
Слайд 22

Сечение фотоионизации ф ~ 5, т.е. силь-но зависит от атомного номера вещества; растет при переходе к тяжелым элементам; является преобладающим механизмом поглощения при низких энергиях -квантов: ф  6*10-16 см2 при Е = 1 КэВ; ф  6*10-25 см2 при Е = 0.1 МэВ.

Рис . Зависимость эффективных сечений фотоэффекта для разных элементов от энергии  - кванта (в единицах мес2).
Слайд 23

Рис . Зависимость эффективных сечений фотоэффекта для разных элементов от энергии  - кванта (в единицах мес2).

Комптон – эффект. С увеличением энергии  -кванта электроны в атоме можно считать свободными и взаимодей-ствие принимает характер рассеяния. При этом наблюдается рассеянное излучение с большей длиной волны. Изменение длины волны  - кванта равно: Δ  h /mec(1 - cosӨ) = Λk(1 - cosӨ), где Θ- угол рас
Слайд 24

Комптон – эффект. С увеличением энергии  -кванта электроны в атоме можно считать свободными и взаимодей-ствие принимает характер рассеяния. При этом наблюдается рассеянное излучение с большей длиной волны. Изменение длины волны  - кванта равно: Δ  h /mec(1 - cosӨ) = Λk(1 - cosӨ), где Θ- угол рассеяния, Λk – Комптоновская длина волны электрона: Λk= h /mec = 2.42 ∙ 10 -10 см (0.024Å)

Полные сечения комптон-эффекта (спл. линия) и фотоэффекта для разных элементов от энергии  - кванта (в единицах мес2).
Слайд 25

Полные сечения комптон-эффекта (спл. линия) и фотоэффекта для разных элементов от энергии  - кванта (в единицах мес2).

В поле ядра возможен процесс образования электрон-позитронных пар. При высоких Е пороговая энергия образования равна. При образовании электрон-позитронных пар в кулоновском поле электрона пороговая энергия  - кванта повышается до:
Слайд 26

В поле ядра возможен процесс образования электрон-позитронных пар. При высоких Е пороговая энергия образования равна

При образовании электрон-позитронных пар в кулоновском поле электрона пороговая энергия  - кванта повышается до:

Зависимость эффективного сечения рождения электрон-позитронных пар на свинце и алюминии от энергии  - кванта (в единицах мес2). ф0
Слайд 27

Зависимость эффективного сечения рождения электрон-позитронных пар на свинце и алюминии от энергии  - кванта (в единицах мес2).

ф0

В итоге, для  - квантов, необходимо учитывать все три процесса взаимодействия со средой: фотоэффект, эффект Комтона и процесс образования электрон-позитронных пар:
Слайд 28

В итоге, для  - квантов, необходимо учитывать все три процесса взаимодействия со средой: фотоэффект, эффект Комтона и процесс образования электрон-позитронных пар:

Зависимость сечения поглощения для свинца от энергии  - кванта (в единицах мес2).
Слайд 29

Зависимость сечения поглощения для свинца от энергии  - кванта (в единицах мес2).

Зависимость коэффициента поглощения от энергии  - кванта (в единицах мес2) для разных элементов.
Слайд 30

Зависимость коэффициента поглощения от энергии  - кванта (в единицах мес2) для разных элементов.

5. Другие механизмы взаимодействия излучения с веществом. Эффект Черенкова. 1958 г. – Нобелевская пре-мия, П. Черенков, И. Франк, И. Тамм. Скорость света в среде определяется формулой:  = с = с/n. Так как n >1, то частица может дви-гаться быстрее скорости света в среде. Такая сверхсветовая част
Слайд 31

5. Другие механизмы взаимодействия излучения с веществом.

Эффект Черенкова. 1958 г. – Нобелевская пре-мия, П. Черенков, И. Франк, И. Тамм. Скорость света в среде определяется формулой:  = с = с/n. Так как n >1, то частица может дви-гаться быстрее скорости света в среде. Такая сверхсветовая частица, если она заряжена, бу-дет излучать свет даже при неускоренном дви-жении.

Фронт волны черенковского излучения является огибающей сферических волн испущенных частицей. При v = с
Слайд 32

Фронт волны черенковского излучения является огибающей сферических волн испущенных частицей. При v = с

Список похожих презентаций

Ядерные реакции-основы

Ядерные реакции-основы

Автор презентации «Ядерные реакции» Помаскин Юрий Иванович - учитель физики МОУ СОШ№5 г. Кимовска Тульской области. Презентация сделана как учебно-наглядное ...
Ядерные реакции

Ядерные реакции

Содержание:. 1.Энергия связи атомного ядра. 2. Ядерные реакции. 3. Цепная ядерная реакция. 4. Термоядерный синтез. 5. Ядерный реактор. 6. Применение ...
Ядерные реакции и их принцип

Ядерные реакции и их принцип

Ядерная реакция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ...
Ядерные реакции

Ядерные реакции

ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ. Ядерная реакция- изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Ядерная реакция происходит, ...
Ядерные реакции

Ядерные реакции

Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил. Первая ядерная реакция осуществлена ...
Элементарные частицы атома

Элементарные частицы атома

Этап второй. От позитрона до кварков: 1932—1964 гг. Ни одна из частиц не бессмертна. Большинство частиц, называемых сейчас элементарными, не может ...
Ядерные модели

Ядерные модели

Модели атомных ядер. Первой моделью ядра была капельная модель, развитая в работах Н. Бора, Дж. Уиллера иЯ. Френкеля. В этой модели атомное ядро рассматривается ...
Элементарные частицы

Элементарные частицы

Цель:. Ознакомление с физикой элементарных частиц и систематизация знаний по теме. Развитие абстрактного, экологического и научного мышления учащихся ...
Элементарные частицы

Элементарные частицы

Сохранения обобщенных зарядов: Z, L, B, S. Полный электрический заряд. γ + Ze  e+ + e- + Ze ; Z= +1 - 1 + Z. Полный лептонный заряд. 0 = 0 + 1 + ...
Элементарные частицы

Элементарные частицы

Что относится к элементарным частицам? Частицы, из которых состоят атомы различных веществ- электрон, протон и нейтрон, - назвали элементарными. Слово ...
Фундаментальные элементарные частицы

Фундаментальные элементарные частицы

Тест. 1.Какие физические системы образуются из элементарных частиц в результате электромагнитного взаимодействия? А. Электроны, протоны. Б. Ядра атомов. ...
Состав ядра. Ядерные силы

Состав ядра. Ядерные силы

Строение атома. Конкретные представления о строении атома развивались по мере накопления физикой фактов о свойствах вещества. Открыли электрон, измерили ...
Ядерные реакции.

Ядерные реакции.

Ядерные реакции. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ - превращения атомных ядер при взаимодействии с др. ядрами, элементарными частицами или квантами. Ядерные реакции ...
Ядерные установки

Ядерные установки

Что такое ионизирующее излучение? Виды ионизирующих излучений: 1. Альфа-излучение; 2. Бета-излучение; 3. Гамма-излучение. Источники ионизирующих излучений. ...
Движение частицы

Движение частицы

Тема 5. ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦЫ В ОДНОМЕРНОЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЯМЕ. 5.1. Движение свободной частицы. 5.2. Частица в одномерной прямоугольной яме с бесконечными ...
Решение задач на движение частицы в магнитном поле.

Решение задач на движение частицы в магнитном поле.

1. Действует ли сила Лоренца:. на незаряженную частицу в магнитном поле; на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле; на заряженную частицу, ...
Оптика и атомная физика

Оптика и атомная физика

В основу настоящего конспекта лекций положен курс лекций по оптике, разработанный профессором кафедры оптики Н.К. Сидоровым и заведующим кафедры оптики ...
Науки и физика

Науки и физика

ИНТЕГРАЦИЯ — (лат. Integratio- восстановление-восполнение) процесс сближения и связи наук, состояние связанности отдельных частей в одно целое, а ...
Музыка и физика

Музыка и физика

Урок подготовили:. Учащиеся 9Б класса и Алевтина Антоновна Петриченко – учитель физики первой категории МОУ «СОШ № 30» г.Чебоксары. Надежда Николаевна ...
Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика и термодинамика

Содержание:. Структура и содержание МКТ. Основные положения МКТ. Опытные обоснования МКТ. Роль диффузии и броуновского движения в природе и технике. ...

Конспекты

Ядерные силы. Энергия связи нуклонов в ядре, дефект массы

Ядерные силы. Энергия связи нуклонов в ядре, дефект массы

Урок № 61-169 Ядерные силы. Энергия связи нуклонов в ядре, дефект массы. . Ядерные. . реакции. Изотопы. . . Ядерные силы – силы, действующие ...
Ядерные реакции. Энергия связи. Дефект масс

Ядерные реакции. Энергия связи. Дефект масс

МБОУ «Учхозская средняя общеобразовательная школа» Краснослободского муниципального района Республики Мордовия. Конспект урока по информатике в ...
Ядерные реакции. Энергетический выход реакций

Ядерные реакции. Энергетический выход реакций

Печеркина Светлана Викторовна- учитель физики МКОУ-СОШ № 4 ГО Богданович Свердловской области. . Урок по теме "Ядерные реакции. Энергетический выход ...
Ядерные реакции. Деление ядра урана. Цепная ядерная реакция

Ядерные реакции. Деление ядра урана. Цепная ядерная реакция

Урок № 62-169 Ядерные реакции. Деление ядра урана. Цепная ядерная реакция. . Д/з: 22.16-22.18[1] Подготовка докладов консультантами. Ядерные реакции. ...
Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных полях

Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных полях

Урок по физике в 10 классе по теме " Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитных полях». . Цель урока. :  изучение действия магнитного ...
Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы

Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы

План-конспект урока. в 11 классе. по теме « Действие магнитного поля на движущиеся заряженные частицы». тип урока. : комбинированный. методы:. ...

Советы как сделать хороший доклад презентации или проекта

  1. Постарайтесь вовлечь аудиторию в рассказ, настройте взаимодействие с аудиторией с помощью наводящих вопросов, игровой части, не бойтесь пошутить и искренне улыбнуться (где это уместно).
  2. Старайтесь объяснять слайд своими словами, добавлять дополнительные интересные факты, не нужно просто читать информацию со слайдов, ее аудитория может прочитать и сама.
  3. Не нужно перегружать слайды Вашего проекта текстовыми блоками, больше иллюстраций и минимум текста позволят лучше донести информацию и привлечь внимание. На слайде должна быть только ключевая информация, остальное лучше рассказать слушателям устно.
  4. Текст должен быть хорошо читаемым, иначе аудитория не сможет увидеть подаваемую информацию, будет сильно отвлекаться от рассказа, пытаясь хоть что-то разобрать, или вовсе утратит весь интерес. Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста.
  5. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом.
  6. Правильно подберите наряд, т.к. одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления.
  7. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
  8. Старайтесь получить удовольствие от выступления, тогда Вы сможете быть более непринужденным и будете меньше волноваться.