Новое содержание старой гипотезы

Первые изотопы были обнаружены, как вы только что видели, у радиоактивных элементов, а именно среди членов радиоактивных семейств урана и тория. Но затем были найдены изотопы и у нерадиоактивных элементов. Здесь «охотникам за изотопами» помог очень интересный прибор — масс-спектрограф, созданный английским физиком Астоном. Принцип работы масс-спектрографа основан на взаимодействии движущейся заряженной частицы с электрическим и магнитным полями. Когда заряженная частица пролетает через электрическое или магнитное поле, то возникает сила, отклоняющая частицу от прямолинейного пути. Сила эта тем больше, чем больше величина заряда частицы. Но так как частица имеет массу, то по закону инерции она стремится сохранить направление своего полета неизменным. Поэтому отклонение частицы от прямолинейного пути под действием поля будет прямо пропорционально ее заряду, но обратно пропорционально ее массе. Другими словами, отклонение частицы под действием силы поля зависит от отношения величины заряда к величине массы данной частицы. Мало того, отклонение будет зависеть и от скорости полета самой частицы; причем здесь влияние электрического и магнитного полей сказывается по-разному. Отклонение в электрическом поле обратно пропорционально квадрату скорости, а отклонение в магнитном поле обратно пропорционально, просто скорости (без квадрата).

Можно так подобрать направление и величину электрического и магнитного полей, что по выходе из них частицы с различными скоростями, но одинаковыми отношениями величины заряда к массе будут собираться в одном месте,

image

Рис. 6. Схема масс-спектрографа.

а частицы с другим отношением заряда к массе — в другом. Этого и достиг в своем масс-спектрографе Астон. На рисунке 6 показана схема его прибора.

Астон пропускал через щели а и а1 узкий пучок положительно заряженных атомов — ионов исследуемого химического элемента. Сначала ионы проходят между параллельными пластинами b и bv одна из которых заряжена электричеством положительного знака, другая — электричеством отрицательного знака. Созданное таким образом между пластинами электрическое поле взаимодействует с зарядом летящего иона и отклоняет его вниз. Затем ионы влетают в магнитное поле (область, обозначенная пунктиром), направленное так, что оно вызывает отклонение летящих ионов в противоположном направлении — вверх. По выходе из магнитного поля все ионы с одинаковым отношением заряда к массе оказываются собранными в одном месте. На фотографической пластинке ррх они оставляют изображение щели a1. Ионы с другим

Страница 1 of 312...Last »