Какво представляват гама-лъчите?

След откриването на материали, способни за спонтанно излъчване на елементарни частици (радиоизлъчване в резултат на разпад), започва проучването на техните свойства. Активното участие в търсенето на нови и систематизирането на вече съществуващи знания във физиката беше направено от известната двойка Кюри, а също и Е. Ръдърфорд. Той беше този, който най-напред успя да отвори гама-лъчи. Експериментът, който той определи, беше прост и в същото време брилянтен.

Радият е взет като източник на радиация. В оловния контейнер с дебели стени беше направен тесен отвор. В дъното на получения канал се поставя радий. На леко разстояние от контейнера, перпендикулярно на оста на отвора, се намира фоточувствителен елемент - плочата. В интервала между него и капацитета с радиоактивно вещество специална инсталация може да генерира магнитно поле с висока интензивност, чиито линии на напрежение са ориентирани успоредно на фоточувствителната плоча. Всички елементи, с изключение на генератора на поле, бяха в безвъздушна среда, за да изключат ефекта от въздушните атоми върху резултата от експеримента. Ако Ръдърфорд пренебрегна този момент, гама-лъчите можеха да бъдат открити от някой друг.

При отсъствие на магнитно влияние върху подложката се наблюдава тъмно петно, което показва праволинейни размножаване на радиация (другата посока просто прекъсна след контейнер стени). Но когато се появи магнитно поле, тъй като върху светлочувствителния елемент на системата се появиха едновременно три места. Това означава, че определени частици, излъчвани от радиума, се отклоняват от полето. Ръдърфорд предполага, че лъчът се състои от най-малко три компонента. Естеството на отклонението показва, че частиците на двете лъчи имат електрически заряд, а третият лъч е електрически неутрален. Нещо повече, отрицателният компонент на първоначалното лъчение се отклонява много по-ясно от положителния. Електрически неутралният компонент е гама-лъчите. Компонент с отрицателен заряд се нарича бета лъчи, а последният положителен заряд е алфа-лъч.

В допълнение, те се държаха по различен начин в магнитно поле, лъчите имаха различни свойства. Гамите лъчи могат да проникнат в материята на доста голямо разстояние. По този начин оловна плоча с дебелина 1 см намалява тяхната интензивност само с два фактора. Алфа-лъчът може да бъде спрян дори от тънък лист хартия. Но бета лъчението заема междинна позиция: спиране на потока може да бъде метал с дебелина няколко милиметра.

По-късно се оказа, че:

• Бета лъче е поток от отрицателно заредени частици (електрони), движещи се с висока скорост;
• алфа-лъчи са хелиеви ядра, много стабилно образуване;
• гама лъчи е един от сортовете електромагнитни вълни. Емисионният спектър е напълно линеен, тъй като излъчващото ядро ​​се характеризира с отделни енергийни състояния. Представлява под формата на нива на енергийно разпределение на излъчените кванти. Терминът "гама-лъчение" все повече се използва не само за описание на процесите радиоактивно разпадане, но като цяло за всяка твърда радиация от електромагнитна природа, в която всеки квант съответства на енергия не по-малка от 10 keV. Източникът на този вид радиация са електроните в структурата на възбудените атоми. Прекалената енергия предава електроните на по-високо енергийните нива. От там, те се връщат обратно към предишно състояние, освобождавайки радиация под формата на рентгенови лъчи или светлината (електромагнитните вълни). Спектърът на електромагнитно лъчение в случай на гама-лъчи е изключително малък и възлиза на не повече от 5 * 0.001 пМ, поради което по-ясно проявяват свойства на частиците, отколкото вълни.