Презентация, доклад Взаимодействие заряженных частиц со средой


Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Взаимодействие заряженных частиц со средой. Презентация на заданную тему содержит 14 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Презентации» Физика» Взаимодействие заряженных частиц со средой
500500500500500500500500500500500500500500



Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Описание слайда:
Взаимодействие заряженных частиц со средой

Слайд 2
Описание слайда:
Вопрос 11. Взаимодействие заряженных частиц со средой. Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов. Пробеги заряженных частиц.


Слайд 3
Описание слайда:
Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов При прохождении через вещество частица тратит кинетическую энергию на возбуждение и ионизацию атомов той среды, через которую она проходит. Пусть ze – заряд частицы, – её скорость, ρ – расстояние от свободного электрона, , где М – масса частицы, - масса электрона, -e – его заряд. Можно считать, что взаимодействие происходит на участке, равным 2ρ. Соответствующая кинетическая энергия, которую теряет частица: Для учёта взаимодействия со всеми имеющимися электронами выстраивается цилиндрический слой, где ρ – его радиус, dρ - толщина, dx – высота, - плотность электронов. Число электронов в этом слое: .Тогда потери энергии на единицу длины:

Слайд 4
Описание слайда:
Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов Полная удельная потеря энергии при интегрировании в пределах от до : Условие для : связано со значением среднего ионизационного потенциала. Также при вычислении следует учесть релятивистские эффекты, такие как: возрастание максимальной передаваемой энергии, потери на излучение Вавилова-Черенкова и другие.

Слайд 5
Описание слайда:
Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов Таким образом, точный подсчет даёт следующую формулу для тяжёлой заряженной частицы при энергиях : Где - средний ионизационный потенциал атомов поглощающего вещества, , и - члены, учитывающие эффект плотности и связанность K- и L- электронов. Ниже ионизационного минимума наблюдается такая зависимость: Удельные потери энергии:

Слайд 6
Описание слайда:
Потери энергии на ионизацию и возбуждение атомов Для электронов формула выглядит несколько иначе: Где - релятивистская кинетическая энергия электрона, - плотность электронов в среде, - поправка на эффект плотности. Причём , при энергиях электронов превышающих критическую энергию, большую роль начинает играть тормозное излучение, а не эффект плотности.

Слайд 7
Описание слайда:
Пробеги заряженных частиц

Слайд 8
Описание слайда:
Большое число слабо отклоняющих взаимодействий Множество взаимодействий во время прохождения частицей вещества приводят к потере энергии и отклонению траектории частицы. Вследствие этого пучок, входящий в вещество, перестаёт быть моноэнергетическим и становится расходящимся. Вплоть до некоторой определённой толщины поглощающего слоя вещества через него проходят почти все частицы пучка свободно. При увеличении толщины отдельные частицы начинают застревать. При достижении толщины (средняя длина пробега) половина частиц поглощается. В конечном итоге поглощаются все частицы в пучке.

Слайд 9
Описание слайда:
Взаимодействие типа «всё или ничего» Данный тип взаимодействия характеризуется тем, что проходящая частица либо поглощается веществом, либо свободно проходит через него, не меняя энергию и направления. Для каждого элементарного слоя число частиц, испытавших взаимодействие, пропорционально числу падающих частиц. Получаем: где - коэффициент поглощения. Можно определить также величину , называемую средней длиной свободного пробега.

Слайд 10
Описание слайда:
Пробеги заряженных частиц При интегрировании формулы Бете-Блоха получаем выражение для длины пробега частицы в веществе: Где - начальное значение кинетической энергии тяжёлой заряженной частицы.

Слайд 11
Описание слайда:
Электроны Ионизационная область ( ): Поведение электронов в этой области существенно отличается от поведения тяжёлой частицы, что обусловлено малой массой электрона. Радиационная область ( ): Когда электрон пролетает мимо заряженной частицы, он испытывает кулоновское рассеяние, начинает ускоряться (замедляться) и излучать. Это излучение называют тормозным. Число фотонов с энергией между и :

Слайд 12
Описание слайда:
Электроны. Радиационная область Расстояние, на котором энергия электрона уменьшится в e раз, называется радиационной длиной и обозначается . Потери энергии на излучение при больших энергиях электронов: или Испущенные фотоны обладают энергией большей 1МэВ, поэтому происходит рождение электронно-позитронных пар. Из-за этого создаются каскадные ливни. В итоге фактическая длина среднего свободного пробега будет:

Слайд 13
Описание слайда:
Задание Построить в MathCAD график зависимости ионизационных потерь тяжёлых частиц от их скорости (формула Бете-Блоха).

Слайд 14
Описание слайда:
Литература К.Н. Мухин. "Экспериментальная ядерная физика" (в трех томах), СПб., Издательство Лань,. 2009. Фрауэнфельдер Г. Субатомная физика. - М.: Мир, 1979


Скачать презентацию на тему Взаимодействие заряженных частиц со средой можно ниже:

Похожие презентации