Файл: Прямые реакции и изомерные переходы..pdf

Рис . 25. К определению характеристик спектрографов

а—аберраций; б—дисперсий; в—фокусировки первого порядка; г—фокусиро­ вки второго порядка; д и г—распределения интенснвностей для фокусиров­

ки первого и второго порядков соответственно.

ным радиусом получается с некоторым ухудшением разрешения для других точек фокальной линии.

В спектрографе Г несколько меньшие аберрации, чем в Б, за исключением малой области вокруг номинального радиуса. Наи-

-Х-Х-Г; -Д):

а—аберрации; б - ф в к т о р дисперсии; в—разрешение; г - влияние ыишенн; о—увеличение; «—те­ лесные углы.

меньшими геометрическими аберрациями, связанными с входной апертурой, обладают спектрографы В и Д.

Фокальная линия. Одним из основных достоинств магнитных спектрографов является их способность фокусировать отдельные группы частиц разных импульсов в точки, которые могут быть сое-

П 7

динены между собой так называемой фокальной линией. Вдоль фокальной линии могут располагаться детекторы для регистрации частиц. Если детекторами служат фотопластинки, предпочтительна прямая или фокальная линия малой кривизны. Как правило, участ­ ки фокальных линий в спектрографах ограничиваются либо гео­ метрией спектрографа, либо практическими соображениями. Очень часто возникает необходимость иметь широкую область регистри­ руемых одновременно импульсов частиц. В этом случае спектро­ графы можно сравнивать по отношению радиусов £=/?Макс/Ампні соответствующих максимальным и минимальным значениям им­ пульсов. Квадрат этого отношения (для нерелятивистских частиц) дает область изменения энергии от £М акс до £міщ.

В спектрографе Брауна и Бюхнера (Б) фокальная линия пред­ ставляет собой гиперболу [44], вогнутую в сторону магнитного поля:

(ЗА:—4Г)2 —Зу2 =4г.

Теоретически возможна область радиусов траекторий 0,58<г<1,7, ко толщина ядерной эмульсии и дисперсия для больших R огра­

Фмакс=19°28'15/ / .

Фокальная линия для спектрографа Г дается как зависимость

(Ш.4) Для этого спектрографа из условия минимальных аберраций и возможной фокусировки в вертикальной плоскости за счет крае: вого'подя на входе магнита получены следующие константы:

еі='350 ; 82 =—36,3°; Q = 108,7°; Ф = Q—віЧ-82 = 110°.

118

В спектрографе Д фокальной линией является прямая, прохо­ дящая через начало координат (точка Si на рис. 24) под уг-

.лом ф к оси X.

Выражение для фокальной прямой спектрографа Д получается из ( I I I . 2), когда источник Si расположен на границе магнита, т. е. / і = 0 и

sin Е cos В

У 2 - 1 +5ІП2 £ *2.

При е = —35°15'5І" и cp=19°28'15" имеет место фокусировка второго порядка. Длина фокальной линии ограничивается только

£> = 2#cose(l + 3 s i n 2 е)'/..

постоянен и невелик. Для спектрографа £ изменение дисперсии с повышением энергии приблизительно в три раза больше, чем для других спектрографов.

Разрешение. Разрешение по импульсам для группы частиц, фокусирующихся на фокальную линию определяется как

Энергетическое разрешение для нерелятивистских частиц рав­ но двойному разрешению по импульсам.

Разрешающая способность, получаемая в спектрографе, зави­ сит от таких факторов, как энергетическая однородность анали­ зируемых групп частиц, толщина мишени или источника и ряда •других причин. Отметим влияние аберраций и толщины мишени.

119

Разрешение по импульсам, соответствующее аберрациям, равно

В- А В

ся геометрическим расширением изображения источника данной величины. Угловое увеличение дается отношением Дег/Деі угла между двумя крайними лучами на выходе к углу между такими же лучами, покинувшими источник. Линейное увеличение спектро­ графа вместе с дисперсией определяет допустимую для данного разрешения ширину источника. Энергетическое разрешение может быть выражно как

Увеличение вдоль фокальной линии показано на рис. 26 д. Влия­ ние увеличения на качество прибора связано с дисперсией и об­ суждение его целесообразнее проводить совместно с энергетическим разрешением, включающим в себя определенную ширину источ­ ника— мишени. Спектрографы А и Б не сильно различаются в этом плане. Большое линейное увеличение прибора Б компенси­ руется его большой дисперсией. Наименьшим увеличением обла­ дает спектрограф Г. Для спектрографов В и Д величина линей­

остальными деталями спектрографа. Уменьшение угла влета час­

величиной аберраций в приборе, которые определяют допустимое изменение величины входного угла ( + Д Е І ) В ПЛОСКОСТИ, перпен­ дикулярной полю.

В работе [29] показано, что для одной и той же величины абер­ раций AB = 0,00044 R расходимость пучка в приборе с полукруго-

1 120