Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 237. Космическое излучение (космические лучи).

E-mail Печать PDF
Уже при первых исследованиях радиоактивности было замечено, что в ионизационной камере (рис. 376) наблюдается некоторый незначительный ток даже в отсутствие радиоактивных препаратов. Наличие этого тока доказывало, что какое-то излучение постоянно создает в камере ионизацию, получившую название остаточной ионизации. Вначале пытались объяснить остаточную ионизацию примесями радиоактивных веществ в почве и атмосфере. В этом случае остаточная ионизация должна была бы уменьшаться при удалении ионизационной камеры от поверхности Земли. Однако опыты, в которых ионизационные камеры поднимались на аэростатах на большую высоту, показали обратный результат. На высоте 9 км остаточная ионизация оказалась в 40 раз большей, чем на уровне Земли. Этот результат становится понятным, если допустить, что излучение, создающее остаточную ионизацию, приходит на Землю извне и на своем пути через атмосферу постепенно поглощается в ней. Дальнейшие опыты подтвердили внеземное происхождение излучения и показали также, что его интенсивность слабо зависит от положения на небе Солнца, Луны и других светил. Отсюда следовало, что растает богатство явлений, ими вызываемых, полнее раскрываются свойства частиц.

Исследования космического излучения привели в свое время к открытию позитрона и ряда мезонов; подробное изучение этих частиц было проведено в дальнейшем с помощью ускорителей. Можно думать, что и в будущем изучение космического излучения будет приносить ценные данные об элементарных частицах, особенно в связи с начинающимся использованием космических лабораторий (спутников). Все больше возрастает также роль космического излучения как источника астрофизической информации, т. е. сведений о процессах, происходящих в далеких областях Вселенной, где излучение зарождается и распространяется.

Радиоуглеродная датировка в археологии. Нейтроны космических лучей, взаимодействуя с атмосферным азотом, образуют b-активный изотоп углерода 14С, так называемый радиоуглерод (период полураспада 5730 лет):

Радиоуглерод содержится в воздухе в форме углекислоты, как и обычный углерод 12С, в пропорции 14С:12С»1:1012. Так как химические свойства всех изотопов углерода очень близки, такая же их пропорция сохраняется и в растениях, усваивающих атмосферную углекислоту, и в организме животных, питающихся растениями. Таким образом, животные и растения обладают крайне слабой, но поддающейся измерению радиоактивностью.

После смерти животного или растения поглощение углерода прекращается и активность 14С в останках постепенно уменьшается (вдвое за каждый период полураспада, т. е. за каждые 5730 лет). Сравнивая радиоактивность ископаемых органических остатков (отнесенную к 1 г углерода) с радиоактивностью современных растений или животных, можно определить степень распада 14С, а следовательно, и возраст остатков.

Для проверки справедливости этой идеи были проведены измерения с объектами известного возраста, в частности с образцами дерева из гробниц египетских фараонов Джосера и Спофру. Измеренная активность 14С хорошо соответствовала известным из рукописей датам смерти этих фараонов (примерно 2700—2625 лет до нашей эры).

Результаты подобных опытов доказали, что удельное содержание 14С в углекислоте воздуха за последние 50— 100 тысяч лет оставалось неизменным и что действительно после смерти организма углеродный обмен не происходит. Этим была заложена основа так называемого радиоуглеродного метода определения возраста (датировки), который теперь довольно широко и с большой пользой применяют в археологии.

58. Определите минимальную кинетическую энергию протонов, необходимую для образования: а) p°-мезона в реакции р+р®p+p+p0; б) пары протон—антипротон в реакции р+р®p+p+p~+p.
59. Зная массу нейтрального p-мезона (135,0 МэВ/с ), определите энергию g-квантов, образующихся при распаде покоящегося нейтрального p-мезона: p°®2g.
60. Определите максимальную энергию электронов, испускаемых при b-распаде нейтрона, если масса нейтрона равна 939,57 МэВ/с2, а масса атома водорода равна 938,73 МэВ/с2.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: