Тепловые Явления — Задание 18 ОГЭ по физике №00018549

Регистрация заряженных частиц

Распространённым прибором для регистрации заряженных частиц является газоразрядный счётчик Гейгера–Мюллера. Он представляет собой металлический цилиндр, по оси которого натянута тонкая проволока, изолированная от цилиндра. Цилиндр заполняется специальной смесью газов (например, аргон + пары спирта) под давлением 1000–1500 мм рт. ст. Счётчик включается в цепь: цилиндр соединяется с отрицательным полюсом источника тока, а нить — с положительным; на них подаётся напряжение порядка 1000 В.

Попадание в счётчик быстрой заряженной частицы вызывает ионизацию газа. При этом образуется свободный электрон. Он движется к положительно заряженной нити и в области сильного поля вблизи неё ионизирует атомы газа. Продукты ионизации — электроны — ускоряются полем и в свою очередь ионизируют газ, образуя новые свободные электроны, участвующие в дальнейшей ионизации.

Число ионизированных атомов лавинообразно возрастает — в газе вспыхивает электрический разряд. По цепи проходит кратковременный импульс тока. Отрицательные электроны собираются вблизи нити, а массивные положительные ионы медленно движутся к стенкам цилиндра. Электроны уменьшают положительный заряд нити, а ионы — отрицательный заряд цилиндра; электрическое поле внутри ослабевает. Через время порядка микросекунды поле ослабевает настолько, что электроны уже не могут ионизировать газ, и разряд обрывается.

За счёт притока зарядов из источника тока счётчик снова готов к работе через 100–2000 мкс после вспышки. Так в счётчике возникают кратковременные разряды, которые подсчитываются специальным устройством; по их числу оценивают число попавших частиц.

При помощи счётчика Гейгера–Мюллера можно регистрировать ещё и гамма-кванты, которые, попадая в стенки счётчика, выбивают из них заряженные частицы. Какие это могут быть частицы? Опишите, какие процессы далее происходят в счётчике. Что происходит при попадании в счётчик быстрой заряженной частицы? Ответ поясните.