Vježba 3 - phy

1
IONIZIRAJUĆE DJELOVANJE RADIOAKTIVNOG ZRAČENJA
PRIBOR: Mrežica za plinsku rasvjetu kao radioaktivni preparat, 2 elektroskopa,
pločica za elektroskop, pločica na izoliranom stalku, polivinilni štap s vunenom
krpom, univerzalni stalak, spojka i hvataljka, 3 žice za spajanje.
UPUTA:
Ureñaj složimo prema slici. Pločica na elektroskopu i pločica iznad nje čine
pločasti kondenzator spojen s elektroskopom. Pločice kondenzatora trebaju biti
blizu.
Na pločicu elektroskopa stavimo radioaktivni preparat (2 mrežice za plinsku
rasvjetu) . Oba elektroskopa zatim elektriziramo negativno tako da im se kazaljke
otklone za približno jednake kutove.
Nakon kratkog vremena elektroskop s kondenzatorom će se izbiti, dok će drugi
elektroskop ostati jednako elektriziran kao što je bio u početku.
Kako to objasniti? Radioaktivno zračenje, naročito α čestice, imaju veliku
kinetičku energiju i lako izbace elektrone iz elektronskog omotača atoma i
molekula. Nastali ioni gibaju se u električnom polju kondenzatora, što čini
električnu struju zbog koje se kondenzator postepeno izbija. Brzina kojom se
elektroskop izbija nije velika i treba čekati otprilike 2 minute da se elektroskop
izbije.
Što će se dogoditi ako nabijenom elektroskopu približimo plamen svijeće?
Objasnite!

2
SLUČAJNOST KOD RADIOAKTIVNOG RASPADANJA
LITERATURA: Laboratorijski priručnik uz PSSC- fiziku, str.85.
PRIBOR: Geiger-Müllerova cijev, digitalni brojač, plinska mrežica kao radioaktivni
preparat, stalak, hvataljka, spojka i računalo.
UPUTA:
Radioaktivno raspadanje detektirat ćemo pomoću Geiger-Müllerove cijevi. G.M.
se sastoji od staklene cijevi duž čije osi se nalazi tanka metalna nit (sl.1). S
unutrašnje strane staklene cijevi nalazi se metalna cijev, U cijevi je plin argon
pod sniženim tlakom od nekoliko mm Hg. Metalna cijev je spojena s negativnim
polom izvora napona od 300 - 450 V, a metalna nit s pozitivnim polom. U strujni
krug uključen je brojač i zvučnik. Kad kroz cijev proñe α ili β zraka ona izazove u
prostoru izmeñu metalne cijevi i niti ionizaciju plina; stvara se "lavina" iona, zbog
koje kroz cijev proteče kratkotrajni impuls struje. Zvučnik registrira taj impuls kao
"klik". Elektronski brojač broji te impulse.
Kad cijevi približimo mrežicu koja sadrži torij možemo brojati čestice koje proñu
kroz G.M. cijev. U prvi mah će nam se činiti da je raspadanje potpuno nepravilno,
tj. da u jednakim vremenskim razmacima zapažamo broj raspada koji se stalno i
nepravilno mijenja. Tek statistička obrada podataka pokazuje pravilnost.
Mjerenja izvodimo prema uputi u literaturi.

3
DOSEG β ZRAČENJA
PRIBOR: Geiger-Müllerova cijev, brojač (DIGITAL SCALER TIMER), radioaktivni
izvor β zraka u staklenoj epruveti zatvorenoj u metalnoj cijevi, ravnalo duljine 50
cm, univerzalni stalak, hvataljka i spojka, milimetarski papir, olovni papir, metalna
pločica, komad stakla, papir.
UPUTA:
Izvor β zraka nalazi se u maloj epruveti na mjestu označenom crvenim kružićem.
Taj označeni dio treba pri mjerenju okrenuti prema detektoru. Zračenje ćemo
detektirati G-M. cijevi spojenom na elektronski brojač.
Kad je radioaktivni izvor u blizini G.M. cijevi, u svakoj sekundi dopre u cijev
mnoštvo β čestica što se očituje velikom frekvencijom koju pokazuje brojač. Kad
se izvor udaljava od G.M. cijevi, u cijev stižu samo one β čestice koje imaju
dovoljnu energiju da prevale danu udaljenost izmeñu izvora i detektora.
Povećavanjem udaljenosti izvora i detektora sve manji broj čestica ima dovoljnu
energiju da dopre do detektora.
Naš je zadatak ispitati iz koje udaljenosti β čestice više ne dopiru do
detektora, tj. odrediti doseg β čestica koje nastaju raspadanjem izvora.
Brojač ćemo prirediti za mjerenje frekvencije radioaktivnog raspadanja kako je
prikazano na sl. 1. Izvor zračenja učvrstimo u stalak i namjestimo u istu visinu sa
G. M cijevi (sl.2).

3
izvor
d
Sl. 2.
G.M. cijev
Ako smo funkcije brojača odabrali kako je
označeno na sl. 1., brojač nam automatski
pokazuje broj raspada u sekundi tj. frekvenciju.
Brojač broji dok su vrata (gate) otvorena (svijetli
LED dioda uz oznaku "gate open"). Kad se
svijetlo ugasi, možemo očitati broj raspada u
sekundi. Zatim se brojač automatski vrati na
nulu (svijetli LED dioda uz oznaku "reset") i
ponovo otpočinje odbrojavanje.
Zadatak 1.
Da bismo odredili doseg β zračenja mijenjamo udaljenost d izvora od G.M. cijevi i
za svaku udaljenost izmjerimo frekvenciju raspada. Za svaku pojedinu udaljenost
treba izvršiti pet mjerenja frekvencije raspada i naći srednju vrijednost frekvencija.
Tamo gdje je mjerena frekvencija velika možemo mjeriti d u većim razmacima ali
oko dosega treba vršiti mjerenja u meñusobno bližim točkama.
Udaljenost d
detektora od izvora 1 cm 4 cm 7 cm 10 cm 13 cm ......................
Uzastopne vrijednosti 1
frekvencija f / Hz 2
3
4
5
Srednja vrijednost
Frekvencija f / Hz
Mjerne podatke treba prikazati grafički u f - d koordinatnom sustavu.
S koje udaljenosti β čestice više ne dopiru do detektora? Obrazložite zašto?
Zadatak 2.
Na stolu imate i olovni papir, metalnu pločicu, komad stakla, papir. Provjerite
kako umetanje takvog filtra utječe na doseg.
Zadatak 3.
Provjerite kako svi ti filtri utječu na doseg α- čestica.