Файл: optics_quant_phys_chpi_mgou.docx

р хлористого калия выполните измерения и найдите объем цилиндрического

сосуда, содержащего 1,2 кг этого вещества. Найдите экспериментальное значе­ние сечения рассеяния

а =i.

(12.37)

экс)

п

4. Вычислите среднее сечение комптоновского рассеяния гамма-квантов на атомах калия и хлора. Найдите радиус диска с площадью, равной сечению. Вычислите теоретическое значение сечения эффекта Ком)тона на свободных электронах [29]

1

4

2пг

1

(12.38)

а

теор

XX

2 x 2(1 + x)²

1

где x = 2E_yj(m_ec²), E_y = 1,46 МэВ,

а величина r называется классическим

(12.39)

радиусом электрона

e²

r = « 2,8 фм.

4m₀ m_ec

Сравните теоретическое значение сечения а с экспериментальным зна­чением, полученным в ходе работы.

7. Работа с компьютерной моделью эффекта Комптона

Запустите компьютерную программу Открытая физика (версия 2.6) часть 2 и откройте в Содержании раздел “ Квантовая физика. 5.3. Эффект Комптона”. Ознакомьтесь с теоретическим материалом, в его конце щелкните по изображе­нию модели Комптоновского рассеяния (рис. 12.8). Изменяя угол рассеяния 0 и записывая длину волны рассеянного кванта, составьте таблицу и постройте график зависимости изменения длины волны АХ от угла 0. Выполните другие задачи, указанные )ре)одавателем.

Модель 5.2. Комптоновское рассеяние

■A/V

Х= 7,3-1 0-²нм р_е = 0,151 -10-²² кг-м/с

Рис. 12.7. Компьютерная модель Комптоновского рассеяния Контрольные вопросы

[iioj	И
[7,0	Ж т

---

1. Расскажите о схеме опыта Комптона и устройстве рентгеновской труб­ки.

2. Расскажите о рассеянии гамма-квантов на свободных электронах, вы­ведите формулу (12.8).

3. Объясните, как проявляется корпускулярно-волновой дуализ м фотонов в опыте Комптона.

4. Расскажите о вз аимодействии гамма-квантов с веществом и выведите

з акон Бугера (12.14).

5. Расскажите об используемом в работе источнике гамма-излучения и выведите формулу (12.23).

6. Расскажите об устройстве и принципах работы счетчика Гейгера- Мюллера.

7. Расскажите о работе с индикатором радиоактивности и до иметриче- ских единицах.

Назначение и функциональные возможности свободно рас)ространяемой программы SMath Studio PC¹аналогичны известной коммерческой программе MathCAD. На рабочем поле можно размещать текстовые фрагменты, математи­ческие выражения и графические области. Текстовые комментарии для боль­шей наглядности рекомендуется вставлять во все документы. Расположение не­текстовых блоков в документе имеет принципиальное значение - слева направо и сверху вниз.

Главное достоинство программ SMath Studio и MathCAD - это запись ма­тематических выражений для вычислений в естественном виде. Математиче­ские выражения создаются с помощью операторов, вводимых с клавиатуры или с использованием математических панелей (рис. П.1.1). Панели выводятся с помощью команды Вид-Панели.

Символы [Х|
Q!	р	У	а	S	Г	V	1
1	1	А		V		0	%
!->	а	7	и	1	X	У	со
А	В	г	Д	Е	Z	н	в
I	К	л	М	N	1—1	0	П
р	1	т	Y	Ф	X	Y	В

---

Арифметика (х)
со л		+
7 8	9	+	о
4 5	6	-	ф	№
1 2	3	X	}
j □	!	/	:=	=

Рис. П.1.1. Панели программы SMath Studio PC

С панелей Арифметика и Функции можно взять символы арифметиче­ских операций, знаки вычисления сумм, произведений, производной, интеграла и т.д. Число или выражение, на которое действует оператор, называется опе­рандом. Например, в выражении 5! + 3 число 3 и выражение 5! - операнды опе­ратора +(плюс), а число 5 - операнд оператора факториал (!). Имена констант, переменных и иных объектов называют идентификаторами. Идентификаторы представляют собой набор латинских или греческих букв и цифр. Греческие буквы вводятся с помощью специальной палитры Символы (рис. 1). Обычные )еременные должны быть )редварительно о)ределены )ользователем, т.е. им

необходимо хотя бы однажды присвоить значение. В качестве оператора при-

2

сваивания используется знак «:=» , тогда как знак «=» отведен для вывода зна­чения константы или )еременной.

Рассмотрим )ример вычислений, вы)олняемых )ри вы)олнении работы 3.10. На рис. П.1.2 показан вид рабочего листа программы.

---

[=1 Файл Правка Вид Вставка Вычисления Сервис Листы Помощь

D ^ У & А ^

& х

Р абота 3 .10 с2 != □ ,01468

-6 -6

X 1 := 0 , 680' 10 Х2:=0,920'10 ДХ:=Х2-Х1

АХ=2 ,4' 10

X 2

+

d X 1 ■

Г¹

с 2 ■ ЛХ

ll

с! = 1,-7518 ■ 10

л

Программа Advanced Grapher¹(Улучшенный Графопостроитель) предна- начена для построения и анали а графиков по табличным данным и формулам. Типичный вид рабочего окна программы показ ан на рис. П.2.1. Для вычислений используется панель Калькулятор (на рис. П.2.1 слева), центральное окно служит для построения графиков функций.

Рис. П.2.1. Окно программы Advanced Grapher с графиком функции y = sin x

Для ввода функции, график которой нужно построить, щелкните по кнопке +F (Добавить график), затем в диалоговом окне (см. рис. П.2.2) введите функ­

цию. Для редактирования выражения щелкните по кнопке окне (рис. П.2.2) сделайте необходимые изменения.

и в диалоговом

Рис. П.2.2. Диалоговое окно для ввода и и менения вида функции на графике в программе Advanced Grapher

¹ Разработчик Alentum Software Inc., см. http://www.alentum.com/agrapher/, лицензия на поль­

з ование программой бесплатна для граждан и организ аций России.

Для изменения интервалов щелкните по кнопке Свойства документа

:^:Ц

(рис. П.2.3) и введите в поля нужные начения.

Свойства документа

-IV Построение °™

Q Вид Q Стиль Q Засечки Q Метки Q Заголовки :Е Легенда ft Сетка

' О Декартова • О Полярная

IU

Построение

■Интервалы— Минимум X

Максимум X

МинимумУ

МаксимумУ

Параметры построения Количество шагов |500

Макс. разрыв 1200 [7 Выравнивание точек

К"

F™"

К"

■Коэ

ФФициенты

Коэффициент поX [Т~

Коэффициент по У [Т~

Логарифмическая шкала Г~ ОсьХ Осн. |10

Г~ Ось У Осн. |Ю

---

Отмена I Применить! Сохр. как стандI

ок

Рис. П.2.3. Из менение свойств графика в программе Advanced Grapher Для построения графика по табличным данным щелкните по кнопке Доба­

вить таблицу , введите данные (рис. П.2.4) с использованием точки для

разделения целой и дробной частей, поставьте флажок на поле Точки и щелк­ните ОК (рис. П.2.5). Затем щелкните по кнопке Свойства документа ^ адайте интервалы по оси X и по оси Y.

и

ш

Свойства графика

6 :^я ■■■+£

	X	у | -*. I
1	1	2
2	2	1
3	3	3
4	4	5
5	5	8
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1G
17
18		z]

---