Дипломды қ ж ұ м ы с иондаушы сәулелердің бағыттарын анықтау тәсілі. Орындаған: 14-14 тобының студенті

іспеттес болады. Иондар саны күрт артады да күшейткен соң, ток импульстарын дыбыс зорайтқыш қаттылығы әр түрлі әлсіз және сирек тырсыл түрінде тіркеп отырады. Осы кернеуде импульстың шамасы арқылы иондау кезінде пайда болатын иондар санына пропорционал болады және бірдей емес ионизация өндіретін бөлшектерді айыру оңай болады.

Кернеу өзгермегенде бірдей уақыт аралықтарындағы импульстар екі рет есептеледі және есептеу нәтижелерінің бірдей еместігін байқайды. Бұны радиоактивті ыдыраудың сипатының кездейсоқтығынан болады деп түсіндіреді.

11 – сурет. Иондаушы сәулелердің лабораториялық индикаторы.[13]

Прибордың қақпағын алып, негізгі бөліктерін көрсетеді: СТС – 5 типтес өзін - өзі сөндіретін есептегіш түтік түлеткіші бар кернеуді түрлендіргіш және қорек көзі (қалта фонорының батареясы). Импульстарды жоғары омдық бас телефондар есептейді. Кернеуді түрлендіргіштің транзисторда құрастырылған айнымалы ток генераторы бар. Шығарып алынған айнымалы ток кернеуі трансформатордың көмегімен 400 В – қа дейін жоғарылайды. Жоғарылатылған кернеу жартылай өткізгіш екі диодтың көмегімен түзетіледі де есептегіш түтікке беріледі. Түрлендіргіш құндақтың сырт жағына орналасқан кнопканың көмегімен іске қосылады.

Индикатордың атқаратын қызметін демонстациялау үшін телефонды қосуға арналған оның шығыс ұяларын төменгі жиілікті күшейткіштің кірісімен жалғастырылады. Кнопканы басады да, түрлендіргіштің генераторы шығаратын жиілігі 500 – 1000 Гц қатты дыбысты тыңдайды.

3 – 5 с өткенде кнопканы баспай жеке тырсылдарды тыңдайды. Бұл – индикатор иондаушы бөлшектерді тіркеп отырады.

Түрлендіргіш ажыратылғанда индикатор тегістеуші фильтірдің зарядталған конденсаторынан қоректенетіндігі түсіндіріледі. Жұмыстың ұзақтылығы радиоактивті сәуле шығару әсерінің интенсивтілігіне байланысты және бірнеше минутқа созылады. Ұзақ уақыт бақыланғанда түрлендіргішті ауық – ауық 2 – 3 с қосып отырады.

3. 3. Ғарыштық сәулелердің таралу бағыттарын анықтау.

3.3.1. Ғарыштық сәуле телескопының телеметриядық параметрлері.
Ғарыштық сәуле телескопы барлық бағыттан түсетін иондаушы бөлшектердің ішінен тек белгілі бір бағыттан келіп түсетіндерін ғана тіркейді. Телескоптың тіркеу бағыты оның өлшемдерімен индикаторлардың өзара орналасуына тәуелді болады. Индикатордың иондаушы бөлшектерді тіркейтін негізгі элементі СТС – 5 типті Гейгер санауышы. СТС – 5 санауыш түтікшесінің радиусы r, ұзындығы l, олардың арақашықтығы d – ға тең босын.




r




d φ (d-2r) ψ







l

12.а – сурет 12.б - сурет

12.б – суретке сәкес телескоптың тіркеу бағытының түтікше ұзындығында тәуелділігі:

Жазық φ және ψ бұрыштарға сәйкес келетін денелік бұрыш:

Мұндағы ∆S = 2rl; болғандықтан

СТС – 5 типті санауыштың радиусы r = 0.5 см, ұзындығы l = 7 см – ге тең. Біздің құрылғыда иондаушы бөлшек индикаторының түтікшелерінің арақашықтығы d = 5 см – ге тең болады.

Демек немесе φ = 22⁰36’ = 0.125 π рад,

Бұл жазық бұрыштармен шектелген денелік бұрыш:

Ғарыштық сәулелердің таралу бағытын екі индикаторды сәйкес келу схемасы арқылы тізбекке қосып анықтауға болады. Қазіргі кезде кафедраның материалдық қордың жоқтығына сәйкес келу схемасын жасау мүмкін болмай тұр. Сондықтан екі индикатордан жасалған теласкоптан өткен дыбасты түркеудің қарапайым екі тәсілін ұсынамыз.

Телескоп ретінде қолданылатын екі индикаторды олардың түтікшелері параллель орналасқандай екі демонстрациялық штативке бекітеміз. Бас телефонның әр бірін дербес жұмыс істейтін етіп ажыратып алып, оларды жеке индикаторларға қосамыз. Бұл жағдайда бас телефонның әрбірі бір – біріне тәуелсіз жұмыс істейді яғни әрқайсысы өзі қосылған иондаушылардағы СТС – 5 түтікшелерінен өткен иондаушы бөлшектерді тіркейді. Егер иондаушы бөлшек екі индикаторлардың түтікшесінен де өтетін болса, бас телефонның екуінднгі дыбыс бір мезете шығады, ал иондаушы бөлшек тек түтікшенің бірінен ғана өтетін болса уақыт бойынша сәйкес келетін дыбыстар санын анықтаймыз. Зениттік бұрыштың шамасын өзгертіп, дыбыстан санының оған тәуелділігін байқаймыз.(11-сурет)

Екі лабораториялық иондаушы сәуле индикаторын. Санауыш түтікшелері бір-біріне параллель орналасқандай екі демонстрациялық штативке бекітеміз. Индикаторлардың шығыс нүктелерін осциллографтың х және у ауытқушы пластинкаларына қосамыз. (13,14-сурет). Иондаушы сәуле әрбір индикатордан өткенде импульс тудырады. Ол импульс осциллографтың пластинкасындағы кернеуді өзгертіп, осциллограф экранында сигнал тудырады. Егер иондаушы сәуле х пластинкаға қосылған индикатор арқылы өтсе осциллографтың экранда х осі бағытында, ал у пластинкаға қосылған индикатор арқылы өтсе – у осі бағытында сигнал тудырады. Ал егер сигнал екі индикатор арқылы өтетін болса сигнал х және у осьтерінің биссектрисасы бойымен бағытталған болады.

Ғарыштық сәулелердің таралу бағыттарын екі индикатордың көмегімен анықтауға болады, ол үшін оларды дәлме-дәл келуі бойынша электр тізбегіне қосу керек. Ол үшін қондырғыны 13 – сурет бойынша құрамыз. Демострациалық штативтің тіркеуішіне әр түрлі биіктікке лабораториялық екі индикаторды, оларды есептегіш түтіктерінің қысымдары параллель болатындай етіп, бекітеміз. Телефондарды қосуға арналған индикаторлардың шығыстағы ұяларын тізбектей жалғап, төменгі жиілікті күшейткіштің кірістегі қысқыштарын қосады. Күшейткішке дыбыс зорайтқыш және универсал жартылай өткізгішті түзеткішті жалғастырылады.Реттеліп отыратын тұрақты кернеу түспейтін түзеткіштің қысқыштарын кедергісі 1 – 1,5 МОм реостат арқылы күшейткіштің қысқыштарынмен қосады және «-«таңбасымен белгіленген қысқышты кіріс лампа торының шығысымен, ал «+» таңбасы бар қысқышын осы лампы катодының шығысымен қосады.

13 – сурет. Ғарыштық сәулелердің таралу бағытын демонстрациалауға арналған екі индикаторды қосу схемасы және қондырғысы.[13]

Түзеткіші желіге қосады да, тәжісибені демрнстрациалауға кіріседі.

Әр бір индикаторда 2 – 3 с-ке токты түзеткіш генераторды қосады. Нәтижесінде индикаторлар іске қосылып, өздері арқыры өтетін ғарыштық сәулелерді тіркей бастайды. Мұнда әр бір индикатордан күшейткіштің кірісіне кернеудің оң импульстары келіп түсе бастайды. Егер кіріс лампасының торына кернеу берілмесе онда барлық импульстар күшейткіш арқылы өтеді де дыбыс зорайтқышы оларды қатты сыртыл түрынде тіркеп отырады.

Сонан соң күшейткіштің кірісіндегі теріс ығысу кернеуін жайлап арттырады. Кіріс лампасы бірте - бірте жабылып, келіп жеткен импульстарды өткізбейтін болады. Сол кезде дыбыс зорайтқыштағы сыртыл басылады.

Ығысу кернеуін келіп жететін импульстар кернеуінің амплитудалық мәнінен аздап кем болатындай, олардың бәрі қклайда бәсең сыртылдар түрінде естілетіндей, лайықтап алады. Алайда, егер ғарыштық сәуленің өзі екі индикатордан да өтетін боса, импульстар қосылады да, қатты бір сыртыл түрінде тіркеледі. Мұнда мынандай тұжырым айтуға болады: сәкес ғарыштфық сәулелері екі индикатордың есептегіш түтіктері арқылыда өтетін жазықтық нұсқап отыратын бағытпен қабылданады.

14 – сурет. Ғарыштық сәулелерді тіркеу үшін осйилографы бар екі индикаторды қосу схемасы және қондырғы.[13]

Осы жағдайда телефондарды қосуға арналған индикатрдың шығыс ұяларын параллель қосады да, 14 – суретте көрсетілгендей етіп, осйиллографқа жалғастырады. Осциллограф жаймасының генераиорын ажыратып тастайды, ал ақшыл дақтың ғарыштық бөлшектерді индикатор тіркеп отырғанына байланыссыз, біресе вертикль, біресе горизанталь «шарпуын» байқайды. Мұның өзі индикаторлардың іске әр уақыты қосылатындығын көрсетеді. Бірақ экраннан эр ендік ақшыл дақтың диагональ бойымен «шарпуы» байқалады, бұл индикаторлар бір мезгілде іске қосылғанын көрсетеді. Ал мұның өзі бұл жағдайларда индикаторлар бір ғана ғарыштық сәулелерді тіркегенін білдіреді.

1 – кесте.

б) α = 45⁰

Ғарыштық сәулелердің бағыты бойынша таралуын анықтау үшін бір вертикал осьте орналасқан екі Гейгер санауышын телескоп ретінде қолдануға болады.

Бұл санауыштың әрбірінен шығатын импульстардың бір – бірімен уақыт боынша сәйкес келулерін бақылау арқылы телескоп бағыты бойынша түскен ғарыштық сәуленің интенсивтілігін бақылауға болады.

Телескопта туындаған импульстарды екі тәсіл арқылы тіркеуне болады:

а) құлақ телефоны арқылы;

б) осциллограф көмегімен.

Эксперимент осы аталған екі тәсілменде орындалды. Алынған нәтижелерде тәсілге байланысты айырмашылық болмады.

Ғарыштық сәуле интенсивтілігінің бағытқа байланысты аздап айырмашылығы болды: зениттік бұрыш артқанда интенсивтілік аздап төмендейді. Зетиттік бұрыш 0⁰ – тен 45⁰ - қа дейін өзгерткенде ғарыштық сәуле интенсивтілігі 16 % - ке дейін кміді.

1. 
   Корсунский В. Н. «Оптика, атомная и ядерная физика». М. 1970.
   
2. 
   Абрамов А. И., и др. Осн. «Экспериментальных методов ядерной физики». М. Атомизат. 1980.
   
3. 
   Зингер С. «Первичные космическое излучение и его временное вариации». М. 1975.
   
4. 
   В. Л. Гинзбург «Происхождение космических лучей». М. 1969.
   
5. 
   «Физика экспериментальных частиц и космических лучей». Под. Ред. Дж. Вильсона М. 1969.
   
6. 
   Дорман В. Ф. «Физика солнечных космических дучей». М. Л. 1985.
   
7. 
   Сыроватский С. И. «Физика космических лучей». М. Л. 1990.
   
8. 
   Вернов С. Н. идр. Изв. А Н. СССР., сер. физич. 19, 493 (1985).
   
9. 
   Логунов А. А., Терлецский Я. П. Изв. А Н. СССР., сер. физич. 17, 19 (1986).
   
10. 
    Шкловский И. С. ДАН СССР., 91, 475 (1990).
    
11. 
    Труды международной конференции по космическим лучам. Л. В-1 август 1989г.
    
12. 
    Пикельнер С. Б., Шкловский И. С. Атомическ. Журнал. СССР., зч, №2 (1989).
    
13. 
    Демонстрационной эксперимент по физике в средней школе часть 2. под ред. Покровского А. А. М. 1989.
    
14. 
    Боровой А. А «Как речистригуют частицы». М. 1981.
    
15. 
    Физика микромира. Маленькая энциклопедия. М. 1980.
    
16. 
    Гинзбург В. Л., Сыроватский С. И., Происхождение космических лучей, М., 1983.
    
17. 
    Дорман Л. И., Экспериментальные и теоритеческие основы астофизики космических лучей, М., 1985;
    
18. 
    Мурзин В. С., Введение в физику космических лучей, М., 1989г.
    
19. 
    О.С. Нұрсылтанов «Атомдық физика» А. 1986.
    
20. 
    http://www. gr – obor. narod. ru.
    
21. 
    http://www. rambler. ru.
    
22. 
    http://www. rambler. kz.
    
23. 
    http://www. google. ru.
    
24. 
    http://www. google. kx.
    
25. 
    http://www. google. com.
    
26. 
    http://www. yandex. ru.
    
27. 
    http://www. yahoo. com.
    
28. 
    http://www. maile. ru.