Лабораторная работа 11 класс

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Олейник Валентина Павловна, учитель физики ГОУ ЛНР «Вахрушевский учебно-воспитательный комплекс № 1«Гармония»

Тема: Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Цель работы: провести  идентификацию заряженной частицы по результатам сравнения ее трека с треком протона в камере Вильсона, помещенной  в магнитное поле; сформировать элементарные навыки и умения анализировать фотографии треков заряженных частиц

Оборудование:. готовая фотография двух треков заряженных частиц. I трек– протон, II – частица, которую необходимо идентифицировать.

Краткая теория

В этой работе предлагается провести идентификацию неизвестной частицы путем сравнения ее удельного заряда q/m удельным зарядом протона. Это можно сделать, измерив радиус кривизны треков на начальных участках и сравнив их. Вам предложены фотографии треков двух заряженных частиц, движущихся по окружностям в плоскости, параллельной плоскости фотографии. Линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости фотографии. Одна из частиц — протон, а тип другой частицы требуется определить. Начальные скорости частиц равны.

Тип частицы определяют путём сравнения её удельного заряда (отношения электрического заряда к массе)   с удельным зарядом протона.

Удельный заряд частицы, движущейся со скоростью υ, можно определить, измерив радиус R траектории движения этой частицы в магнитном поле, модуль индукции которого равен В. Расчёт даёт, что 

Для протона   где е — электрический заряд протона (равный элементарному электрическому заряду), m_р — масса протона, R_p — радиус траектории движения протона в магнитном поле.

Отсюда следует, что если неизвестная частица и протон движутся с одинаковыми по модулю скоростями в одном и том же магнитном поле, отношение их удельных зарядов обратно пропорционально отношению радиусов траекторий движения протона и неизвестной частицы: 

Для измерения радиуса окружности надо провести две произвольные различные хорды этой окружности. Центр окружности лежит на пересечении перпендикуляров к хордам, проведённых через их середины.

Выполнение работы

Внимательно прослушайте инструктаж учителя по правилам техники безопасности и строго придерживайтесь их во время выполнения работы.

1.Определите направление вектора индукции магнитного поля.

2.Наложите на фотографию листок прозрачной пленки и осторожно перенесите на нее трек 1 и трек 2.

3. Проведите хорды к окружностям и перпендикуляры к ним какпоказано на рисунке 1.

4. Измерьте радиус для каждой окружности как показано на рисунке 2.

5. По формуле

рассчитайте соотношение удельных зарядов протона и неизвестной частицы и определите какая это частица масса и заряд протона соответственно равны mp=1,6726*10-27кг; qp=1,6*10-19Кл.

Анализ полученных результатов

Дополнительные ресурсы:

1.Урок теоретического объяснения работы

https://multiurok.ru/files/3-11-klass-laboratornaia-rabota.html

2.Видеоролик эксперимента

https://vk.com/video-162848679_456239079

3.Примерный образец оформленияэ

https://yandex.ua/turbo/mehanik-ua.ru/s/laboratornye-raboty/1412-izuchenie-trekov-zaryazhennykh-chastits-laboratornaya-rabota.html

4.Вертуальное или интрактивное выполнение работы

https://www.youtube.com/watch?v=THV-6_ujlQw