Projekt Maria: Promieniowanie α, β i γ

Badania nad uranem, radem, polonem i torem wykazały, że promieniowanie nie ma natury jednorodnej i w przyrodzie występują trzy rodzaje promieniowania, nazwane: alfa, beta oraz gamma.
Promieniowanie alfa jest najmniej przenikliwe i łatwo podlega absorpcji. Trudność stanowi przeniknięcie przez cienką kartkę papieru.
Promieniowanie beta z łatwością przenika nawet przez grubą gazetę, lecz centymetrowej grubości płyta aluminiowa stanowi dla niego przeszkodę nie do pokonania.
Najbardziej przenikliwe promieniowanie gamma jest zatrzymywane dopiero przez dość grube warstwy ołowiu.

Przenikliwość to nie jedyna cecha odróżniająca rodzaje promieniowania. Obiekty obdarzone ładunkiem elektrycznym przechodząc przez obszar pola magnetycznego zakrzywiają tor swego ruchu, przy czym kierunek owego zakrzywienia jest różny w zależności od znaku ładunku. Promieniowanie alfa zakrzywiane jest w stronę, w którą zakrzywiane są obiekty obdarzone ładunkiem dodatnim, promieniowanie beta w stronę przeciwną, zaś promieniowanie gamma nie jest zakrzywiane wcale. Wniosek - cząstki alfa niosą dodatni ładunek elektryczny, cząstki beta ujemny ładunek elektryczny, zaś promieniowanie gamma nie jest obdarzone ładunkiem elektrycznym.

Na przełomie wieków fizycy opanowali umiejętność pomiaru stosunku ładunku do masy dla różnych cząstek materii. Robili to wykorzystując pole magnetyczne oraz pole elektryczne, które to pola wpływają na tor poruszających się w ich zasięgu naładowanych cząstek materii. Po przeprowadzeniu doświadczenia okazało się, iż cząstka promieniowania alfa ma stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż cząstka zjonizowanego wodoru Niedługo później w sąsiedztwie substancji promieniotwórczej odkryto cząstki helu. Okazało się, że cząstki promieniowania alfa to jądra helu, które są cztery razy cięższe od jądra wodoru i obdarzone dwa razy większym ładunkiem (stąd stosunek ładunku do masy dwa razy mniejszy niż dla wodoru). Jądro substancji promieniotwórczej emituje jądro helu (cząstkę alfa). Po emisji jądro ma ładunek mniejszy o dwa ładunki protonu (dwa protony zostały wysłane wraz z jądrem helu). Jądro po emisji jest więc innego rodzaju niż przed emisją.

Zagięcie toru w zewnętrznym polu magnetycznym

Podobne badania przeprowadzono dla promieniowania beta. W tym wypadku okazało się, że stosunek ładunku do masy cząstki beta jest identyczny z owym stosunkiem wyznaczonym dla elektronu. Cząstka beta jest więc elektronem emitowanym przez jądro atomowe. W wyniku emisji jądro atomowe zwiększa swój ładunek o jeden i staje się jądrem innego rodzaju.

Promieniowanie gamma, najbardziej przenikliwe i nieobdarzone ładunkiem elektrycznym, nie ma natury cząsteczki materii. Jest, podobnie jak zwykłe światło widzialne, promieniowaniem elektromagnetycznym. Długość fal tego promieniowania jest znacznie mniejsza niż długość fal dla światła widzialnego.

Krótkie podsumowanie: