ості світла зменшення стає все більш повільним, і при швидкостях величина приймає мінімальне значення; далі спостерігається логарифмічний зростання втрат.
Ділянка CD . Слабкий підйом обумовлений ефектом лоренцевского стиснення поля, через якого енергія передається все більш і більш далеким електронам (Е н збільшується в разів).
Ділянка DE . При подальшому збільшенні енергії, коли параметр більше відстаней між атомами, зростання втрат обмежується через того, що чинна, на далекий електрон сила зменшена виникає під дією поля частки поляризацією середовища. Ця сила в е разів менше, ніж у порожнечі (). На цій ділянці формула (19) вже несправедлива. З іншого боку, при далеких соударениях виникає нове фізичне явище - так зване випромінювання Вавилова-Черепкова, що приводить до додаткових втрат енергії.
З формули (19) можна зробити основний висновок, що питомі втрати енергії на іонізацію атомів:
пропорційні квадрату заряду рухомої частки (Ze) 2 ,
пропорційні концентрації електронів в середовищі,
є функцією швидкості f ( v ) і)
не залежать від маси налітаючої частки М, тобто
(21)
Так як величина питомих іонізаційних втрат залежить від швидкості і заряду частинки, то при одній і тієї ж енергії питомі іонізаційні втрати для електрона будуть у багато разів менше, ніж для протона або-частинки. Наприклад, при енергіях порядку декількох МеВ іонізаційні втрати електрона приблизно в 10 000 разів менше, ніж у-частинок. Саме тому у-часток і електронів така різна проникаюча здатність:-частинка в повітрі проходить всього лише кілька сантиметрів, перш ніж сповільниться до теплових швидкостей, тоді як шлях електрона такою ж енергії вимірюється десятками метрів.
На спостереженні іонізації заснований один з найбільш поширених методів визначення енергії повільних заряджених частинок. Визначається число пар іонів, створюваних частинкою на повному її шляху в речовині, і якщо відома середня енергія, необхідна для утворення однієї пари іонів, то можна знайти повну енергію частинки. Для-частинки, наприклад, з енергією
1 МеВ в повітрі = 35 еВ.
Простий вид залежності від параметрів частинки і середовища дозволяє легко перераховувати іонізаційні втрати, якщо потрібно перейти до інших частинкам і середах. Наприклад, якщо відомі втрати на іонізацію протона маси m p як функція його енергії, то в області справедливості формули (5) величина dE / dx може бути знайдена при такій же енергії і для будь-якої іншої одинично зарядженої частинки з масою М шляхом множення значення втрат енергії на величину відношення мас М/т р .
Дійсно, згідно (17) втрати енергії на іонізацію
не залежать від маси частинки, але обернено пропорційні квад-рату її швидкості. Тому при рівних енергіях вони і будуть пропорційні значенням мас.
У релятивістському випадку втрати енергії, як уже говорилося, пропорційні логарифму квадрата швидкості, і тому при однакових енергіях відмінність по масам в 2000 разів змінює іонізаційну здатність лише в два рази.
Подібний перерахунок може бути зроблено і для падаючих частинок з іншим зарядом.
Пробіг заряджених частинок в речовині.
Під пробігом частинки R в якомусь речовині розуміється товщина шару цієї речовини, яку може пройти частинка з енергією до повної зупинки, якщо напрямок її руху було перпендикулярно поверхні шару.
По суті ця величина більш-менш певна лише для важких частинок, шлях яких практично є прямою лінією; і з цієї причини розкид у величині пробігу для частинок однакової енергії невеликий. У легких частинок, наприклад у електронів малих енергій, ймовірність розсіювання велика і тому поняття шляху і поняття пробігу для них не збігаються. За зміряному пробігу частинки в середовищі можна визначати її енергію, або, знаючи залежність величини пробігу від енергії, визначати масу частинки.
Для даного середовища і для частинки з зарядом Ze величина є функцією тільки швидкостей, а отже, у частинки з відомою масою функцією тільки кінетичної енергії
В
Знаючи вид функції, можна знайти і повний пробіг частинки
(22)
Для нерелятивістських енергій можна записати
(23)
(24)
Підставивши (23) і (24) в (22) і провівши інтегрування, отримаємо
(25)
З цього співвідношення випливає, що:
1) при рівних швидкостях пробіги заряджених частинок в речовині пропорційні масам цих частинок і обернено пропорційні квадратах зарядів:
В
2) при рівних енергіях частинок їх пробіги обернено пропорційні масам:
В
Пробіжи заряджених частинок часто виражають у г/см 2 .
В
і користуються вир...
