Читач має право, однак, запитати, - як же, нако-нец, спостерігаються альфа-частинки і інші ядра? Як в описаній реакції дізнаються, що вилітає швидкий протон, а не яка-небудь інша частинка? Відкладати далі відповідь на це питання ми не можемо і нам прийде-ся зробити невеличкий відступ. Втім, питання настільки істотний, що відповідь на нього не можна навіть вважати відступом.
З'ясуємо раніше всього, як альфа-частинки проходять через речовину і що при цьому відбувається.
Альфа-частинка - це стрімко мчаться ядро з позитивним зарядом 2 і вагою 4. Якщо ця частинка рухається через речовина, наприклад, через повітря, вона зустрічає величезна кількість атомів. Ядро в атомі займає, як ми знаємо, таке ж місце, як булавоч-ва головка в стометровому залі - Пролітаючи по прямій лінії через такий зал, альфа-частинки, якби вона сама була розміром в шпилькову головку, мала б нич-тожно мало шансів зустрітися з атомним ядром. У більшості випадків альфа-частинки пройде далеко від ядра. Однак, це не означає що альфа-частинки і отрута-ро зовсім не впливають один на одного - адже обидва ці ядра заряджені, а заряджені тіла діють один на одного і на відстані. Оскільки і альфа-частинки і ядро заряджені позитивно, вони будуть відштовхувати один одного (однойменні заряди відштовхуються). Однак, швидкість альфа-частинки настільки велика, що практично вона майже не буде відхилятися, якщо тільки не прой-дет дуже близько біля самого ядра, що буває рідко.
Подивимося тепер, як діють один на одного альфа-частинки і електрони зустрічних атомів, прітягі-тужавіючі один до одного електричними силами (різно-імен заряди притягуються). Оскільки альфа - частка важче електрона приблизно в 7 300 разів, то абсолютно ясно, що, зіткнувшись з електроном, вона цього майже не відчує, так само, як мчить поїзд не зійде з рейок, налетівши на велосипедиста. Доля ж велосипедиста, навпаки, незавидна. Точно так само і електрон, на який налітає альфа-частинки, буде відірваний від свого атома і відкинутий в сторону. Для цього альфа-частинки не повинна навіть налетіти на елек-трон; досить їй тільки пролетіти близько від елек-трону, щоб, діючи електричними силами, вирвати електрон з атома.
Таким чином, альфа-частинки залишає на своєму шляху "розбиті" атоми, позбавлені одного або неяк-ких електронів. Ми вже говорили, що такі атоми називаються іонами; тому можна сказати, що альфа-частинки ионизует атоми і залишає за собою слід з іонів. Що стосується шляху альфа-частинки, то зі сказаного видно, що вона рухається по прямій лінії, за винятком тих рідкісних випадків, коли має місце лобове зіткнення з ядром.
Майже всі методи вивчення альфа-частинок, а також інших швидких заряджених частинок, і засновані саме на спостереженні тих іонів, які ці частинки за собою залишають.
Наявність іонів може, в свою чергу, встановлюється-тися різними способами.
Припустимо, наприклад, що альфа-частинки проходить через повітря; при відсутності альфа-частинок повітря майже не проводить електричного струму, так як в ньому майже зовсім немає іонів і електронів, які могли б переносити електричний заряд, т. е. бути носите-никами струму (електричний струм являє собою пе-ренос електричного заряду від одного місця до друго-му). Якщо ж через повітря пройдуть альфа-частинки, то вони створять іони; ці іони ми можемо виявити, вносячи в газ заряджених тіло, до якого іони притому-нутся; при цьому через повітря піде електричний струм. Таким чином ми дізнаємося про проходження альфа-частинок через газ.
Існує, однак, ще кращий спосіб виявити-ня заряджених частинок (таких, як альфа-частинки), 22
дозволяє побачити їх шлях. Цей спосіб в 1912 р був запропонований англійським фізиком Вільсонохм і в на-варте час він грає виключно важливу роль.
Мал. 6. Камера Вільсона. Якщо дно камери (поршень) швидко опу-стить, то температура в камері цоніжается, і що знаходиться в ній пар може згущуватися в воду.
Прилад, побудований Вільсоном і званий ка-заходом Вільсона, заснований на наступному властивості водячи - его пара. Якщо водяна пара досить охолоджений, так, що він вже повинен згущуватися в воду, то це згущення краще відбувається на будь-яких порошинки; навколо таких пилинок утворюються крапельки води, ко-торие потім випадають у вигляді дощу. Освітньої-ня дощу в природі завжди відбувається на пи-линках. Тому сущест-яття спосіб штучно викликати дощ, посипаючи піском з літака обла-ко, де є НЄСГР - що став пари води; по-коло піщинок при: під-ходять умовах начи-нают згущуватися крапельки води, хмара стає більш щільним і випав-дає дощ. У разі, якщо повітря дуже хоро-шо очищений і ніяких пилу-нок в ньому немає, згущення навіть досить сильно охолодженого пара ускладнюється і може дуже затягнутися.
І ось виявилося, що в подібних умовах, коли пилинок немає, а пар повинен згуститися, це згущення переважно відбувається на іони. Іншими слова-ми, іони можуть грати роль пилинок. Це грунтовний-ство і використовується в камері Вільсона. Вона представ-ляет собою циліндр, зазвичай радіусом в 7-10 санти-метрів, причому нижнє дно циліндра може опускати-ся (рис. 6). Якщо дно камери швидко опустити, то через розширення газу знаходиться в камері водяна пара
Охолоне і виявиться здатним згуститися в воду. Коли іонів в камері немає, пар згущуватися не буде, але якщо через камеру проходить альфа-частинки, залишаючи
На своєму шляху іонний слід, пар в кахмере згуститься
Мал. 7. Знімок слідів альфа-частинок отцокритой радієм пластинки, примі-щённой в камеру Віль-сона. Сліди складаються з дрібних крапельок води. Якщо знімок робиться без збільшення, то окремих-них крапельок можна разо-брати ^ ми бачимо суцільно-ву лінію.
У крапельки води якраз на місці сліду. Ці крапельки мож-но бачити оком або фотографи-ровать. Таким чином шлях частинки стає видимим.
Якщо покрити радіоактивною речовиною тонку пластинку і помістити її в камеру Вільсона, то вийде знімок, зображений-ний на рис. 7; альфа-частинок тут так багато, що вони образу-ють ціле віяло.
На перший погляд може по-здаватися дивним, чому на цьому знімку шлях альфа-частинок закінчується в камері. Справа в тому, що, проходячи через газ і іонізуя його, альфа-частинки поступово втрачають свою енергію, уповільнювався-ються і вже не утворюють іонів; тому їх шляху перестають бути видимими. Відстань, яку альфа-частинки прохо-дять в повітрі, іонізуя його, як правило, не перевищує 10 сантиметрів.