Физика для любознательных. Том 3. Электричество и - Страница 196

196

122

Именно так была открыта радиоактивность, вскоре после рентгеновского излучения, в поиске других проникающих излучений, которые создают вуаль на фотопластинке. Уран, помещенный вблизи пластинки на несколько часов, оставлял метку даже в том случае, когда пластинка была завернута в толстую черную бумагу. Части пластинки, прилегающие к образцу, обогащенному ураном, оказывались черными, а части, защищенные металлическими экранами, оставались светлыми. Такие радиоавтографы получают сегодня выдерживанием фотопленки в контакте с биологическими образцами, содержащими «метки» какого-нибудь радиоактивного элемента. Например, радиоактивный фосфор Р, добавленный в пищу животных, пометит растущие зубы. Приготовив срез зуба несколько дней спустя после приема Р и поместив его в соприкосновение с фотопленкой, мы получим радиоавтограф.

123

Мы до сих пор используем электроскопы для оценки мощных источников излучения, измеряя скорость образования ими ионов. Маленькие электроскопы, по внешнему виду напоминающие авторучки, использовались для контроля радиационной безопасности. Счетчики Гейгера впоследствии заняли место электроскопов при измерении слабых источников или при точных измерениях.

124

Не всякая пыль будет служить для образования капель. Должен ли быть материал частиц таким, чтобы вода, попадая на частицу, образовывала с ее поверхностью большой (а может быть, маленький) краевой угол? Этот вопрос чрезвычайно важен для городов, борющихся со «смогом».

125

Артур Конан-Дойль, Собр. Соч. в 8 томах, изд. «Правда», Москва, 1966, т. 2, повесть «Серебряный».

126

Это справедливо для медленных электронов. При очень высоких скоростях е/m у электронов аномально мало — это пример релятивистского изменения массы.

127

Как нам описывать изменения? Будем ли мы говорить, что атомы радия исчезают, или изменяются, или разлагаются, или разламываются, или взрываются, или распадаются. «Исчезают» — термин, который может ввести в заблуждение, «изменяются» — слишком неопределенный. Остальные четыре выражения можно употреблять.

128

Закон Авогадро гласит, что кубический метр одного газа содержит такое же количество молекул, как и кубический метр другого газа (при одинаковых температуре и давлении). Следовательно, при сравнении двух газов отношение плотностей = отношение масс одинакового числа молекул = отношение масс отдельных молекул. Для радона, имеющего одноатомную молекулу с массой 222, мы будем ожидать плотность в 111 раз большую, чем для водорода Н, молекула которого имеет массу 2. Эксперимент дает для радона плотность в 111,5 раза большую. Это совпадение чрезвычайно хорошее, если иметь в виду трудности измерений проводимых с быстро распадающимся образцом.

129

Некоторым философам науки на вопрос, откуда мы знаем, что время течет равномерно, и почему мы уверены, что идентичные периоды хорошего маятника происходят за равные времена, можно ответить, что мы вправе принять постоянный период полураспада некоторого радиоактивного материала как некую аксиому и затем основывать измерение времени на распаде этого материала.

130

Простейшее включение ламп использует систему умножения на 2:

первая лампа мигает «да» («нет»)… при поступлении каждого импульса;

вторая лампа мигает «да» («нет»)… после каждых 2 импульсов;

третья лампа мигает «да» («нет»)… после каждых 4 импульсов;… и т. д.,

счет импульсов ведется в шкале 1, 2, 4, 8, 16 и 32 вместо десятичной системы в шкале 1, 10, 100…

Это более экономичная шкала, легко читаемая при самой малой тренировке. Она также используется инженерами связи и проектировщиками автоматических устройств. Двоичная система применяется в большинстве вычислительных машин, использующих ячейки «да» — «нет». Применение таких ячеек с неизбежностью ведет к употреблению двоичной счетной шкалы. Горящие сигналы на шкале считываются таким образом: есть 1, нет 2, есть 4, нет 8, нет 16, есть 32, в сумме 1 + 4 + 32 = 37. Механический счетчик (на фиг. 59 справа) покажет «1» каждый раз, когда все лампы зажжены и гаснут, т. е. при [1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + еще один импульс], или 64 импульсах. Показание механического счетчика на рисунке читается так: 152 раза по 64, а суммарный счет составляет 37+ (152 x 64), т. е. 9765 импульсов.

Фиг. 59.

131

Мы можем определить характер изменения радиоактивности чисто расчетным путем. Если мы имеем N радиоактивных идентичных атомов в момент времени t, то dN/dt есть скорость роста радиоактивности, увеличения числа атомов в секунду. Скорость распада есть — dN/dt. Для чисто случайного процесса

СКОРОСТЬ РАСПАДА СОСТАВЛЯЕТ ПОСТОЯННУЮ ДОЛЮ ИМЕЮЩЕГОСЯ В ДАННЫЙ МОМЕНТ ЧИСЛА ОБЪЕКТОВ:

— dN/dt = k∙N, где k — постоянная доля,

log N = —k∙t + const (и log N при любом основании, отложенный в функции от t, должен давать наклонную прямую линию);

log N = —k∙t + log N, где N— начальное количество атомов при t = 0,

N = N∙e

Такой экспоненциальный закон убывания часто фигурирует в науке.

132

Некоторые жидкости неограниченно смешиваются с другими; многие твердые тела растворяются в жидкостях; цветные краски быстро и равномерно распределяются в жидкостях; газы диффундируют и сжимаются. Эти обычные наблюдения наводят на мысль о существовании перемешивающихся крошечных частиц, таких, как атомы или молекулы. Танец пылинок в солнечном луче намекает на характер движения атомов.

196