Избранные научные труды

Измерения торможения -лучей были проведены в случае очень высоких энергий В. Вильсоном ¹ и недавно О. Байером ² для меньших энергий. При этом Байер в экспериментах с алюминием, используя -лучи со скоростями от 1·10¹⁰ до 2·10¹⁰ см/сек, нашёл, что изменение скорости описывается соотношением того же вида, как и найденное Уиддингтоном. Для скорости 1,5·10¹⁰ см/сек он нашёл, что константа a равна примерно 1,1·10⁴².

¹ W. Wilson. Ргос. Roy. Soc., 1910, А84, 141.

² О. v. Ваеуеr. Phys. Zs., 1912, 13, 485.

Подставляя в выражение для a, приведённое на стр. 72 значения r и ln n_s, определённые из данных по -лучам, находим в случае рассматриваемой скорости

a=1,7·10

⁴²

При этом продольная масса электрона M, движущегося со скоростью, примерно равной половине скорости света, полагалась равной 1,54 m (Влияние зависимости массы частиц от скорости на величину константы a при этой скорости уже значительно, но такая зависимость не изменяет существенным образом вид соотношения между V и x.)

Таким образом мы видим, что в случае -лучей большой скорости соответствие с опытом оказывается лучшим, чем в приведённом выше случае катодных лучей.

Байер провёл также измерения торможения -лучей в олове, меди и платине. Результаты этих опытов показывают, что скорость торможения примерно пропорциональна плотности вещества (при неизменной скорости -лучей). В случае элементов с более высоким атомным весом поглощение несколько больше при той же массе, отнесённой к 1 см^2. Эти результаты находятся в соответствии с предсказаниями теории.

Результаты эксперимента Вильсона по торможению очень быстрых -лучей в алюминии лучше описываются выражением вида E_s-E_x=kx, где E — энергия -частицы, чем формулой (4). Этого как раз и следовало ожидать из теоретических соображений. Действительно, при скоростях, очень близких к скорости света, величина V^2 меняется медленно по сравнению с энергией частицы вследствие очень сильной зависимости её массы от скорости. При этом из формулы (3) следует, что соотношение между энергией частицы и пройденным ею в веществе расстоянием для рассматриваемых скоростей становится таким, какое было найдено Вильсоном. Из табл. 2 работы Вильсона ¹ имеем

при V=2,8·10

¹⁰

см/сек

,

dE

dx

=-8,0·10

^-6

.

¹ См. W. Wilson. Proc. Roy. Soc., 1910, А84, 147.

Из формулы (3), подставляя использованные ранее значения r и ln n_s получаем при этой скорости

dE

dx

=-8,8·10

^-6

.

Это значение удовлетворительно согласуется с данными Вильсона. Лучшее согласие между теорией и экспериментом для быстрых -лучей, чем для медленных -лучей и катодных лучей, вероятно, связано с более простыми экспериментальными условиями в случае быстрых лучей, так как эти последние при прохождении через вещество в большей степени сохраняют первоначальную однородность скоростей, чем медленные лучи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенная в этой статье теория торможения заряженных частиц при их движении через вещество связывает скорость торможения с частотой собственных колебаний электронов в атомах поглощающего вещества.

Показано, что поглощение -лучей в самых лёгких элементах может быть рассчитано с помощью данных о числе электронов в атомах и их собственных частотах, получаемых из теории дисперсии; полученные результаты находятся в хорошем согласии с экспериментом. Показано, что и для элементов с большим атомным весом имеется согласие по порядку величины между ожидаемым числом и собственными частотами электронов и соответствующими им значениями, полученными с помощью рассматриваемой теории из данных по поглощению -лучей.

Показано, далее, что теория может объяснить вид найденных из экспериментов с катодными и -лучами соотношений, связывающих скорость лучей с величиной пройденного ими в веществе пути. Величины констант, входящих в рассматриваемые соотношения, очень хорошо согласуются с экспериментальными данными в случае быстрых -лучей и несколько хуже — для медленных -лучей и катодных лучей. Последнее обстоятельство, вероятно, связано с большими экспериментальными трудностями при работе с этими лучами.

Принимая теорию Резерфорда о строении атома, можно с большой уверенностью утверждать на основании данных о поглощении -лучей, что атом водорода содержит один электрон, а атом гелия — два электрона вне положительно заряженного ядра; последнее обстоятельство непосредственно следовало из теории Резерфорда.

Аналогичные вопросы, а также некоторая дальнейшая информация о строении атомов, которую можно получить из экспериментов по поглощению -лучей, будут обсуждены подробнее в последующей статье.

Я хотел бы выразить искреннюю благодарность проф. Резерфорду за то внимание, с которым он относился к этой работе, и за ценные советы, полученные от него.

Физическая лаборатория

Манчестерского университета

Август 1912 г.

5 О СТРОЕНИИ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ ^*

^*On the Constitution of Atoms and Molecules. Phil. Mag. 1913, 26, p. 1—25 (часть I), p. 476—502 (часть II), p. 857—875 (часть III).

ВВЕДЕНИЕ