Страница:Радиофронт 1934 г. №19.djvu/15

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


ствии электрических зарядов постороннего электрона и электрона атома. Но если частица не имеет заряда, то такого «удара без соприкосновения» уже быть не может. Либо частица пройдет мимо электронов или ядра атома, вовсе на них не действуя (и не испытывая никакого действия с их стороны), либо произойдет непосредственное ударение частиц, например с ядром атома. Но такое непосредственное соударение конечно будет случаться гораздо реже, чем то «соударение без соприкосновения», которое происходит при помощи электрических сил. Поэтому нейтрон будет вступать во взаимодействие с атомами материи, через которую он проходит, несравненно реже, чем частица, имеющая электрический заряд, например протон. В результате нейтрон на своем пути будет терять гораздо меньше энергии, чем протон, и соответственно будет вызывать гораздо более слабую ионизацию газа, чем протон. Чтобы показать, как отличается поведение нейтрона от поведения протона, мы приведем несколько цифр. В то время как быстрый протон, двигаясь в газе, создает тысячи ионов на одном сантиметре пути, имеющий ту же скорость нейтрон создает во всяком случае менее одной пары ионов на одном метре пути.

В связи с этим и длина пробега нейтрона гораздо больше длины пробега протона. Так например, если при определенной скорости длина пробега протона в воздухе составляет 30 см, то длина пробега нейтрона в воздухе составляет несколько километров, и нейтрон будет испытывать при этом одно столкновение на участке пути примерно в 31Ю м. Этим именно обстоятельством — редкостью непосредственных соударений и обусловлена характерная особенность нейтронов, их способность проникать сквозь толстые слои даже плотных веществ — например свинца.

Рис. S

Но хотя и очень редко, однако иногда нейтрон все же сталкивается с ядром атома той материи, сквозь которую он пролетает. И эти редкие столкновения играют чрезвычайно большую роль, ибо только благодаря этим столкновениям удалось обнаружить самый факт существования нейтрона. Действительно, ведь ионизация, вызываемая нейтроном, как мы видели, совершенно ничтожна, и значит обнаружить нейтроны в ионизационных приборах— счетчике Гейгера и камере Вильсона—- непосредственно не удастся. Но если нейтрон соударяется с ядром какого-либо атома, то он может из этого ядра выбить например один протон, и так как масса протона примерно такая же, как и масса нейтрона, то протон вылетает из ядра с большой скоростью. А быстро летящие заряженные частицы, как мы знаем, обнаружить нетрудно опять-таки при помощи камеры Вильсона. Таким образом хотя мы не в состоянии непосредственно наблюдать нейтроны, но мы можем обнаружить их существование по тем явлениям, которые они вызывают при соударении с ядром атома. Таким образом при изучении поведения нейтронов приходится пользоваться только «косвенными уликами». Но эти улики могут быт., довольны убедительны. Такова например фотография, приведенная на рис. 5. Путь протона начинается в середине камеры Вильсона; этот протон выбит из ядра атома газа или водяного пара нейтроном, который сам никакого следа в камере Вильсона не оставляет.

СТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Открытие нейтрона, а в особенности открытие позитрона заставило физиков пересмотреть представления о строении вещества и структуре электричества. Теперь мы имеем в своем распоряжении не два, как раньше, а четыре типа элементарных частиц, из которых три обладают электрическим зарядом (позитрон, электрон и протон), а четвертая — электрически нейтральна (нейтрон).

Непосредственно электрические явления мы можем охватить, привлекая для об’яснений только первые два типа элементарных частиц — позитрон и электрон. Эти частицы, вообще говоря, совершенно «симметричны», но наш мир «несимметричен» — в нем гораздо больше электронов, чем протонов. Этот избыток электронов является для нашего мира нормальным состоянием. Перенесение электрических зарядов в проводниках или в пустоте обусловливается находящимися в подавляющем большинстве электронами, и позитроны в этих явлениях никакой роли не играют. Если где-либо по какой-либо причине появляется позитрон, то очень скоро он встретится с электроном (которые всегда находятся в избытке) и будет этим электроном «нейтрализован», т. е. перестанет проявляться в виде положительного электрического заряда. И так как избыток электронов очень велик, то чрезвычайно быстро всякий позитрон встречается с электроном и нейтрализуется им. Позитроны в нашем мире хотя и существуют, но они очень недолговечны, их существование может быть обнаружено только в течение чрезвычайно коротких промежутков времени. В общем все длительные электрические явления происходят в сущности без участия позитронов, и поэтому наши прежние представления