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1、谈谈宇宙射线物理学李惠信张乃健昌潍师范专科学校山东大学宇,,,宙射线是在宇宙空间运动着的带电的高现充了电的金箔验电器放置一段时间后金能位子流宙宇射线物理学主要是研究宇宙射箔所张的角度变小,而且无论绝缘多么良好,其、、,,线的起源在星际空间的加速传播以及和物所带电荷也要逐渐丧失这个现象说明验电质的,,相互作用在!∀年代以前宇宙线物理的器中的空气由于某种原因而被电离电离所产,,中心研究课题一方面是探索宇宙射线本身的生的粒子中和了金箔上的电荷从而使它张开,、,属性如初级宇宙射线的成分能谱以及其强的角度变小但是究竟是什么原因导致空气电#,另一方面∋度在空间和时间
2、上的变化主要是把离的呢&当时威尔孙尝试性地提出一种假说,引宇宙射线作为高能微观粒子的来源利用它进起这种电离的媒介可能是来自地球之外的强例如在,行高能物理研究近代物理学史中宇烈的贯穿辐射但是这一假说在相当长的一段宙射线物理的研究为基本粒子物理学的创立作时间内未被人们所接受。,,出了重要的贡献有许多基本粒子都是首先利在其后的十年间人们对气体导电性及其用原子核乳胶或云室在宇宙射线中发现的!∀,()∀),原因进行了大量的研究年乌尔夫与高,,,∋年代以后随着高能加速器的建立高能物理的凯尔根据当时的实验事实提出了一种假说全主要实验工作开始逐步转移到各个高能加速器部贯穿辐射应
3、归因于靠近地球表面的放射性物中心去进行#但是在加速器尚未达到的超高能质所发射出的下射线为了对这一假说进行。,,,领域宇宙射线作为唯一的超高能粒子的来实验上的检验他们在()(∀年着手进行实验,源仍然对高能物理的发展起着重要的探索作如果引起验电器放电的辐射是来自地球,那么,,用此外特别值得人们注意的是从∃∀年代以放电速率必将随着高度的增加而渐次减弱,、来随着宇宙火箭人造卫星等运载手段的发()(∀年乌尔夫在巴黎的埃菲尔铁塔顶离,人们∀+,展与各种核物理探测仪器的改进和完善地面∗∀利用他自己研制的验电器测盈了成功地对初级宇宙射线进行了大量的观测和研放电率考虑到由地面
4、发射的(射线经过空气,、,究并且把天文观测由光学射电观测扩展到%的吸放他预期在塔顶所测得的放电速率应当、,射线下射线和各种带电粒子的观测#由于宇宙比地面小很多但是实验结果表明放电率减射线与天体演化的过程密切相关,目前有关这少的非常不明显,所以不能证明这种辐射是来方面的,观测已经成为研究天体物理和研究天自地壳表面,体演化的重要手段这样宇宙射线物理的研究高凯尔于()(∀年曾乘气球上升到,∀∀∀。就把无限大的宏观物理世界和无限小的微观物的高,,度结果发现放电速率并不随高度而减少理世界有机地联系起来了,因为他但是高凯尔的实验是靠不住的所用的验电器不,是密封的其内部气压随
5、外界的气压、,。一宇宙射线的发现变化而变化而他并没有对这一因素进行校正()∀∀年艾尔斯特在研究气体导电性时发(超高能一般指能−大于万亿电子伏特以上的拉子/.,月.卷,期,一,面临这一情况如何才能找到引起空气电中放人盖革米勒计数器把探测高度推进到离的正确原因,这个问题引起了人们极大的兴(,01+他们发现在高度为.∀1+附近,电离强,、,趣于()(.年6月7日早六时在奥地利的奥度确有一最大值当高度超过!∀1+以后宇宙,,射线的强度基本保持不变,西格镇附近有一气球开始准备升空在气球的通常把这一高度视吊篮中有三个人,,为大气层的顶部辛格测得的宇宙线强度随高一个是航空员
6、一个是气象学,(家另一个是物理学家他们上升到!∀∀0+的度的变化曲线如图所示这个曲线可作如下,,。高空漂流了(.!哩最后在柏林以东∗∀哩处解释着,陆气球上的物理学家是德国的赫斯他带弘犯∗∀加了三,个构造精密的乌尔夫型验电器其中两个2入,抓御书侧自埔3卜是密封的其内部气压始终保持恒定不变随5、、、,他们着气球的升高一方面测量飞行高度和大习44一一,#另一方面注意观察仪器的读数气温度实验发,当气球开始进人大气层时,电离稍微有点变现口口,,弱验电器的放电速率稍微变缓这无疑表明有!∀二∀∀,一部份辐射是来自地球但是超过∃∀+以后高度1口,电离逐步增强到达,6∀∀+时
7、验电器的放电速图(在地磁纬度北纬斗(。处测得的宇宙线率约为地面放电速率的,倍他们对这些数据强度随高度的变化,!∀1进行了仔细的研究并于几个月后写了一篇具宇宙线在穿过+以上的高空时由于,那里的空气极其稀少,有重大意义的科学论文于”(.年84月发表宇宙射线就很难与空气在德国权威性杂志《物理记事上》赫斯在这篇中的原子核相碰撞,所以宇宙射线强度基本保,,,大论文中指出这种具有很强贯穿能力的辐射是持不变随着宇宙射线向大气层步步深人气,从外层空间进人我们的大气层密度逐渐增加这时字宙线与空气的原子核不断碰,,,赫斯的实验在科学史上具有深远的历史意撞发生核反应产生许多新的粒子新
8、粒义,,,并且成为一系列
