Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 29.12.1949, Blaðsíða 13

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 29.12.1949, Blaðsíða 13
TlMARIT V.F.Í. 1949 87 senda mann í einhverju farartæki út í himingeim- inn og láta hann ferðast þar í 100 ár með hraða, sem nálgast ljóshraðann. Þegar maðurinn kæmi aft- ur, að þessum hundrað árum liðnum, myndu allir jafnaldrar hans hafa hnigið í valinn, fyrir elli sakir, en hann hefði aðeins elzt um 100 • Vf :*-'-£ ár» sem getur verið hverfandi lítið, ef v er mjög nálægt ljóshraðanum. Gallinn er bara sá, að við höfum eng- in farartæki, sem geta nálgazt ljóshraðann svo mik- ið, að breyting tímans verði merkjanleg. Öðru máli gegnir þegar um mesónur geimgeisl- anna er að ræða. Þær hafa hraða, sem nálgast mjög ljóshraðann, og má því búast við að allar breyting- ar innan mesónanna hægi mikið á sér, þar á meðal breyting mesónanna í elektrónur. Meðalævi mesón- anna lengist þá að sama skapi og verður ekki 2 ¦ 10-6 2 • 10-^8 sek. heldur----------sek. Hér fáum við skýringuna V »'-*¦-í c2 á því að svo margar mesónur komast alla leið nið- ur til jarðarinnar, og nákvæmari mælingar hafa sýnt að ævi mesónanna lengist einmitt í því hlutfalli, sem afstæðiskenningin segir til um. Orka, geimgeislanna. Orka sú, sem geimgeislarnir færa jörðinni, er al- veg hverfandi miðað við orkuna, sem berst frá sól- inni. Orka geimgeislanna er álíka mikil og orkan, sem berst frá stjörnunum að sól og tungli undan- skildum. Þó er það orkan, sem alveg sérstaklega hefur vakið athygli manna í sambandi við geimgeisl- ana, en það er ekki heildarorkan, heldur orka ein- stakra agna, sem hér er sérlega mikil. Þegar um orku einstakra agna er að ræða, er oft notuð orku-einingin elektrónuvolt (ev.), en það er sú hreyfingarorka, sem elektróna eða önnur ögn með sömu hleðslu fær við að fara í gegnum spennufall, sem er 1 volt. Mólekúl fastra, fljótandi og loft- kenndra hluta eru á stöðugri hreyfingu vegna hit- ans, en við venjulegt hitastig er hreyf ingarorka hvers mólekúls aðeins um 0.04 ev. Við bruna eða aðrar kemiskar breytingar getur orka einstakra atóma eða mólekúla náð fáeinum elektrónuvoltum, og orku- kvöntun í ljósinu, sem við það myndast, komast líka upp í nokkur ev. I lömpum útvarpstækja er hreyfing- arorka elektrónanna nokkur hundruð til nokkur þús- und ev. 1 röntgentækjum er orka elektrónanna frá nokkrum tugum þúsunda og upp í eina miljón ev., og kvöntu röntgengeislanna hafa tilsvarandi orku. Agnir þær, sem radíóaktív efni senda frá sér, hafa venjulega nokkur miljón ev. (skammst. Mev.), og orka gammakvantanna er einnig af þessari stærðar- gráðu. Flest þeirra tækja, sem notuð eru til þess að framkalla kjarnabreytingar, gefa frá sér agnir með nokkurra Mev. orku. Orkan, sem bindur eina pró- tónu eða eina nevtrónu í atómkjarnanum, er líka af þessari stærðargráðu, og orka sú, sem losnar eða bindst við kjarnabreytingar er venjulega einnig nokkur Mev. Nokkra sérstöðu hefur klofning úr- aníumkjarnans, en við hana koma fram um það bil 200 Mev. Stærsti kjarnakljúfur, sem hingað til hef- ur verið byggður, er af cyklótrón-gerðinni og er í Berkeley í Bandaríkjunum (notaður við að búa til mesónur). Segulpólarnir eru um 5 m í þvermál og hann gefur frá sér agnir með allt að 400 Mev. orku. Þó að þetta sé gífurleg orka, þá verður hún þó harla lítil þegar hún er borin saman við orku geim- geisla-agnanna, því að þær hafa sumar hverjar milj- ónum sinnum meiri orku en hægt er að fá fram með nokkru tæki. Orku geimgeislanna má mæla á ýmsan hátt. Þó er erfitt að koma mælitækjum við, þegar um frum- agnirnar er að ræða, vegna þess að þær koma ekki niður til jarðarinnar. Á annan hátt er þó hægt að draga ályktanir um orku þessara agna, nefnilega með því að athuga áhrif þau, sem þær verða fyrir í segulsviðinu umhverfis jörðina. Vegna hleðslu sinn- ar breyta agnirnar stefnu í segulsviðinu, og ef orka þeirra er lítil beygja þær frá aftur áður en þær kom- ast inn að jörðinni. Þessi fráhrindandi kraftur segul- sviðsins er sterkastur við miðbaug, en við segulpól- ana bægir segulsviðið ögnunum alls ekki burt, hver sem orka þeirra er. Það hefur líka sýnt sig að magn geimgeislanna er minnst við miðbaug, en fer vaxandi bæði til suð- urs og norðurs. Niðri við jörðina er vöxtur þessi þó ekki mjög áberandi. Geimgeislamagnið vex um 10% frá miðbaug norður eða suður til 40. breiddar- gráðu, en úr því ekki frekar þegar nær dregur pól- unum. Ef geislamagnið er mælt hátt uppi í gufu- hvolfinu, verður aukningin miklu meiri. 12. mynd sýnir niðurstöður mælinga, sem gerðar hafa verio á ýmsum stöðum með því að senda elektróskóp upp með loftbelg. Jónmyndunin er gefin sem funktioh af hæðinni. I stað hæðarinnar er settur loftþrýsting- urinn mældur í metrum vatns, en jónmyndunin er miðuð við þann fjölda jóna, sem myndast á sekúndu í einum rúmsentimetra af lofti við einnar loftþyngd- ar þrýsting og 0°C. Jónmyndunin er hinn ákjósanlegasti mælikvarði fyrir þá orku, sem geimgeislarnir flytja með sér inn í gufuhvolfið, vegna þess að um 30 ev. fara ávallt til þess að mynda hvert jónapar í loftinu. Orkan, sem kemur inn á hverjum stað er því í réttu hlut- falli við flatarmálið undir jónmyndunar-kúrvu stað- arins. Við miðbaug berast um 10° ev. per cm2 inn í gufuhvolfið á hverri sekúndu, en við 60. breiddar- gráðu er það um það bil 2 • 10" ev. Þetta er einnig sú orka, sem berst inn við pólana, því að þegar kem-

x

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Tímarit Verkfræðingafélags Íslands
https://timarit.is/publication/860

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.