МЕТОДИ ЗА НАБЛЮДЕНИЕ И РЕГИСТРИРАНЕ НА ЕЛЕМЕНТАРНИ ЧАСТИЦИ

Гайгеров брояч

Използва се за преброяване на броя на радиоактивните частици ( предимно електрони).

Това е стъклена тръба, пълна с газ (аргон) с два електрода вътре (катод и анод).
Когато една частица премине, тя се появява ударна йонизация на гази възниква импулс на електрически ток.

Предимства:
- компактност
- ефективност
- производителност
- висока точност (10OO частици/s).

Къде се използва:
- регистриране на радиоактивно замърсяване на земята, в помещения, облекло, продукти и др.
- в хранилища за радиоактивни материали или с работещи ядрени реактори
- при търсене на находища на радиоактивна руда (U, Th)

Камера на Уилсън

Сервира за наблюдение и сниманеследи от преминаване на частици (писти).

Вътрешният обем на камерата се запълва с алкохол или водна пара в свръхнаситено състояние:
когато буталото се спусне, налягането вътре в камерата намалява и температурата намалява в резултат на адиабатния процес, пренаситена пара.
След преминаването на частицата се кондензират капчици влага и се образува следа – видима следа.
Когато камерата е поставена в магнитно поле, следата може да се използва за определяне енергия, скорост, маса и заряд на частицата.

Дължината и дебелината на следата и нейната кривина в магнитното поле определят характеристиките на летящата радиоактивна частица.
Например алфа частица произвежда непрекъсната дебела следа,
протон - тънка писта,
електрон - пунктирана писта.

Балонна камера

Вариант с камера на Уилсън

Когато буталото се спусне рязко, течността под високо налягане преминава в прегряло състояние. Когато една частица се движи бързо по следа, се образуват парни мехурчета, т.е. течността кипи, следата се вижда.

Предимства пред облачна камера:
- висока плътност на средата, следователно къси следи
- частиците се забиват в камерата и може да се извърши по-нататъшно наблюдение на частиците
- по-голяма скорост.

Метод на емулсия с дебел слой

Използва се за регистриране на частици
- позволява ви да регистрирате редки явления поради дългото време на експозиция.

Фотоемулсията съдържа голям брой микрокристали сребърен бромид.
Входящите частици йонизират повърхността на фотоемулсиите. Кристалите AgBr се разпадат под въздействието на заредени частици и когато се развият, се разкрива следа от преминаването на частицата - писта.
Според дължината и дебелината на пистатаможе да се определи енергията и масата на частиците.

Спомнете си темата "Атомна физика" за 9 клас:

Радиоактивност.
Радиоактивни трансформации.
Състав на атомното ядро. Ядрени сили.
Енергия на комуникацията. Масов дефект
Деление на уранови ядра.
Верижна ядрена реакция.
Ядрен реактор.
Термоядрена реакция.

Други страници по темата "Атомна физика" за 10-11 клас:

КАКВО ЗНАЕМ ЗА ФИЗИКАТА?

Нилс Бор каза през 1961 г.: „На всеки етап Айнщайн предизвикваше науката и без тези предизвикателства развитието на квантовата физика щеше да се забави за дълго време.“
___

През 1943 г. Нилс Бор, бягайки от нашествениците, е принуден да напусне Копенхаген. Без да рискува да вземе със себе си нещо, което беше много ценно за него, той го разтвори в „царска вода“ и остави колбата в лабораторията. След освобождението на Дания, когато се завръща, той изолира от разтвора това, което е разтворил, и по негова заповед е създаден нов Нобелов медал.
__

През 1933 г. в лабораторията оглавява Ърнест Ръдърфорде построен мощен за онези времена ускорител. Ученият много се гордееше с тази инсталация и веднъж, докато я показваше на един от посетителите, отбеляза: „Това нещо ни струваше много. С тези пари можете да издържате един абсолвент цяла година! Но може ли всеки студент да направи това за една година? толкова много открития!»

• 12 клас.

Целта на урока:

• Обяснява на студентите устройството и принципа на работа на инсталациите за запис и изследване на елементарни частици.

„Не е нужно да се страхувате от нищо, просто трябва да разберете неизвестното.“ Мари Кюри. Актуализиране на основни знания:

• Какво е "атом"?
• Какви са размерите му?
• Какъв модел на атома предложи Томсън?
• Какъв модел на атома предложи Ръдърфорд?
• Защо моделът на Ръдърфорд е наречен "Планетарен модел на атомната структура"?
• Каква е структурата на атомното ядро?

Тема на урока:

• Методи за наблюдение и записване на елементарни частици.

• Атомът е "неделим" (Демокрит).

• Молекула

• вещество

• микрокосмос

• макрокосмос

• мегасвят

• Класическа физика

• Квантовата физика

Как да изучаваме и наблюдаваме микросвета?

• проблем!

• проблем!

проблем:

• Започваме да изучаваме физиката на атомното ядро, разглеждаме различните им трансформации и ядрено (радиоактивно) излъчване. Тази област на знанието е от голямо научно и практическо значение.
• Радиоактивните разновидности на атомните ядра са получили множество приложения в науката, медицината, технологиите и селското стопанство.
• Днес ще разгледаме устройства и методи за регистрация, които позволяват откриването на микрочастици, изучаването на техните сблъсъци и трансформации, т.е. те предоставят цялата информация за микрокосмоса и въз основа на това за мерките за защита от радиация.
• Те ни дават информация за поведението и характеристиките на частиците: знака и големината на електрическия заряд, масата на тези частици, тяхната скорост, енергия и т.н. С помощта на записващи инструменти учените успяха да получат знания за „микросвета“.

Записващото устройство е сложна макроскопична система, която може да е в нестабилно състояние. С малко смущение, причинено от преминаваща частица, започва процесът на преход на системата към ново, по-стабилно състояние. Този процес прави възможно регистриране на частица.

• Записващото устройство е сложна макроскопична система, която може да е в нестабилно състояние. С малко смущение, причинено от преминаваща частица, започва процесът на преход на системата към ново, по-стабилно състояние. Този процес прави възможно регистриране на частица.
• В момента се използват много различни методи за откриване на частици.

• Гайгеров брояч

• Камера на Уилсън

• Балонна камера

• Фотографски

• емулсии

• Сцинтилация
• метод

• Методи за наблюдение и записване на елементарни частици

• Искрова камера

• В зависимост от целите на експеримента и условията, в които се провежда, се използват определени записващи устройства, различаващи се помежду си по основните си характеристики.

Докато изучавате материала, ще попълните таблицата.

Име на метода	Принцип на работа	предимства, недостатъци	Предназначение на това устройство

• Използвайте F – 12 клас, § 33, A.E.Maron, G.Ya. Мякишев, Е Г Дубицкая

Гайгеров брояч:

• служи за преброяване на броя на радиоактивните частици (главно електрони).

• Това е стъклена тръба, пълна с газ (аргон) с два електрода вътре (катод и анод). Когато една частица премине, тя се появява ударна йонизация на гази възниква импулс на електрически ток.

• Устройство:

• Предназначение:

• Предимства:-1. компактност -2. ефективност -3. изпълнение -4. висока точност (1000 частици/s).

• катод.

• Стъклена тръба

• Къде се използва: - регистриране на радиоактивно замърсяване на земята, в помещения, облекла, продукти и др. - в хранилища за радиоактивни материали или с работещи ядрени реактори - при търсене на находища на радиоактивни руди (U - уран, Th - торий).

• Гайгеров брояч.

1882 г Немският физик Вилхелм Гайгер.

• 1882 г Немският физик Вилхелм Гайгер.

• Различни видове броячи на Гайгер.

Камера на Уилсън:

• служи за наблюдение и фотографиране на следи от преминаване на частици (следи).

• Предназначение:

• Вътрешният обем на камерата се запълва с алкохол или водна пара в свръхнаситено състояние: когато буталото се спусне, налягането вътре в камерата намалява и температурата намалява, в резултат на адиабатен процес се образуват свръхнаситени пари. След преминаването на частицата се кондензират капчици влага и се образува следа – видима следа.

• Стъклена чиния

Устройството е изобретено през 1912 г. от английския физик Уилсън за наблюдение и фотографиране на следи от заредени частици. Той е удостоен с Нобелова награда през 1927 г.

• Устройството е изобретено през 1912 г. от английския физик Уилсън за наблюдение и фотографиране на следи от заредени частици. Той е удостоен с Нобелова награда през 1927 г.
• Съветските физици П. Л. Капица и Д. В. Скобелцин предложиха да се постави облачна камера в еднородно магнитно поле.

Предназначение:

• Когато поставите камерата в магнитно поле, можете да определите от пистата: енергия, скорост, маса и заряд на частицата. Според дължината и дебелината на пистата, според нейната кривинав магнитно поле се определя характеристики на преминаваща радиоактивна частица. Например, 1. алфа частица дава плътна дебела следа, 2. протон - тънка следа, 3. електрон - пунктирана следа.

• Различни изгледи на облачни камери и снимки на следи от частици.

Балонна камера:

• Вариант с камера на Уилсън.

• Когато буталото пада рязко, течността под високо налягане преминава в прегрято състояние.Когато една частица се движи бързо по пистата, се образуват мехурчета от пара, т.е. течността кипи и пистата се вижда.

• Предимства пред облачната камера: - 1. висока плътност на средата, следователно къси следи - 2. частиците се забиват в камерата и може да се извърши по-нататъшно наблюдение на частиците -3. по-голяма скорост.

• 1952 г Д. Глейзър.

• Различни изгледи на балонната камера и снимки на следи от частици.

Метод на емулсия с дебел слой:

• 20-те години Л. В. Мисовски, А. П. Жданов.
• - сервира за регистриране на частици - позволява ви да регистрирате редки явления поради дългото време на експозиция. Фотографската емулсия съдържа голям брой микрокристали от сребърен бромид. Входящите частици йонизират повърхността на фотоемулсиите. Кристалите на AgBr (сребърен бромид) се разпадат под въздействието на заредени частици и когато се развият, се разкрива следа от преминаването на частицата - следа. Въз основа на дължината и дебелината на пистата може да се определи енергията и масата на частиците.

методът има следните предимства:

• методът има следните предимства:
• 1. Може да записва траекториите на всички частици, летящи през фотографската плака по време на периода на наблюдение.
• 2. Фотоплаката е винаги готова за работа (емулсията не изисква процедури, които да я приведат в работно състояние).
• 3. Емулсията има голяма спирачна способност поради високата си плътност.
• 4. Дава неизчезваща следа от частицата, която след това може да бъде внимателно проучена.

Недостатъци на метода: 1. продължителност и 2. сложност на химическата обработка на фотоплаките и 3. най-важното е, че отнема много време за изследване на всяка плака в силен микроскоп.

• Недостатъци на метода: 1. продължителност и 2. сложност на химическата обработка на фотоплаките и 3. най-важното е, че отнема много време за изследване на всяка плака в силен микроскоп.

Сцинтилационен метод

• Този метод (Rutherford) използва кристали за запис. Устройството се състои от сцинтилатор, фотоумножител и електронна система.

"Методи за запис на заредени частици." (видео).Методи за регистриране на частици:

• Сцинтилационен метод

• Метод на ударна йонизация

• Кондензация на пара върху йони

• Метод на емулсия с дебел слой

• Частиците, попадащи върху екран, покрит със специален слой, предизвикват светкавици, които могат да се наблюдават с помощта на микроскоп.

• Газоразряден брояч на Гайгер

• Камера на Уилсън и камера с мехурчета

• Йонизира повърхността на фотоемулсиите

• Да повторим:

Отражение:

• 1. Каква тема от урока изучавахме днес?
• 2 Какви цели си поставихме преди изучаването на темата?
• 3. Постигнахме ли целта си?
• 4. Какъв е смисълът на мотото, което взехме за нашия урок?
• 5. Разбирате ли темата на урока, защо се запознахме с нея?

Обобщение на урока:

• 1. Проверяваме работата ви заедно по таблицата, оценяваме я заедно и ви даваме оценка, като вземем предвид работата ви в урока.

Използвани книги:

• 1. Интернет ресурси.
• 2. F -12 клас, А.Е.Мякишев, Г.Я.Мякишев, Е.Г.

Източници на елементарни частици

За изследване на елементарните частици са необходими техните източници. Преди създаването на ускорителите като такива източници са използвани естествени радиоактивни елементи и космически лъчи. Космическите лъчи съдържат елементарни частици с много различни енергии, включително такива, които днес не могат да бъдат получени изкуствено. Недостатъкът на космическите лъчи като източник на високоенергийни частици е, че има много малко такива частици. Появата на високоенергийна частица в зрителното поле на устройството е случайна.

Ускорителите на частици произвеждат потоци от елементарни частици, които имат еднакво висока енергия. Има различни видове ускорители: бетатрон, циклотрон, линеен ускорител.

Разположена близо до Женева, Европейската организация за ядрени изследвания (CERN*) разполага с най-големия ускорител на частици до момента, построен в кръгъл тунел под земята на дълбочина 100 м. Общата дължина на тунела е 27 км. (диаметърът на пръстена е приблизително 8,6 km). Супер колайдерът трябваше да бъде пуснат в експлоатация в съответствие с програмата през 2007 г. Около 4000 тона метал ще бъдат охладени до температура само 2° над абсолютната нула. В резултат на това през свръхпроводящите кабели ще тече ток от 1,8 милиона ампера без почти никакви загуби.

Ускорителите на частици са толкова грандиозни структури, че ги наричат ​​пирамиди на 20 век.

* Абревиатурата CERN идва от фр. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Европейски съвет за ядрени изследвания). На руски обикновено се използва съкращението CERN.

Методи за записване на елементарни частици

1. Сцинтилационни броячи

Първоначално за регистриране на елементарни частици се използват луминесцентни екрани - екрани, покрити със специално вещество, луминофор, способно да преобразува погълнатата от тях енергия в светлинно лъчение (луминесциране). Когато елементарна частица попадне на такъв екран, тя дава слаба светкавица, толкова слаба, че може да се наблюдава само в пълна тъмнина. Беше необходимо да имате доста търпение и внимание, за да седите в пълен мрак и да броите с часове броя на забелязаните проблясъци.

В модерен сцинтилационен брояч светкавиците се броят автоматично. Броячът се състои от сцинтилатор, фотоумножител и електронни устройства за усилване и броене на импулси.

Сцинтилаторът преобразува енергията на частицата в кванти на видимата светлина.

Светлинните кванти влизат във фотоумножителна тръба, която ги преобразува в токови импулси.

Импулсите се усилват от електрическа верига и се отчитат автоматично.

2. Химични методи

Химическите методи се основават на факта, че ядрената радиация е катализатор за определени химични реакции, тоест ускорява или създава възможност за тяхното протичане.

3. Калориметрични методи

При калориметричните методи се записва количеството топлина, което се отделя, когато радиацията се абсорбира от дадено вещество. Един грам радий, например, освобождава приблизително 585 джаула на час. топлина.

4. Методи, базирани на прилагането на ефекта на Черенков

Нищо в природата не може да пътува по-бързо от светлината. Но когато казваме това, имаме предвид движението на светлината във вакуум. В материята светлината се движи със скорост, където се скоростта на светлината във вакуум и н– показател на пречупване на веществото. Следователно светлината се движи по-бавно в материята, отколкото във вакуум. Една елементарна частица, движеща се в вещество, може да превиши скоростта на светлината в това вещество, без да превишава скоростта на светлината във вакуум. В този случай възниква радиация, която е открита от Черенков по негово време. Излъчването на Черенков се регистрира от фотоумножители по същия начин, както при сцинтилационния метод. Методът ви позволява да регистрирате само бързи, тоест високоенергийни елементарни частици.

Следващите методи ви позволяват не само да регистрирате елементарна частица, но и да видите нейната следа.

5. Камера на Уилсън

Изобретен от Чарлз Уилсън през 1912 г., той получава Нобелова награда за него през 1927 г. Облачната камера е много сложна инженерна конструкция. Представяме само опростена диаграма.

Работният обем на облачната камера е пълен с газ и съдържа водни или алкохолни пари. Когато буталото се движи бързо надолу, газът се охлажда рязко и парата става пренаситена. Когато частица лети през това пространство, създавайки йони по пътя си, тогава върху тези йони се образуват капчици кондензирана пара. В камерата се появява следа от траекторията на частицата (писта) под формата на тясна ивица от капчици мъгла. При силно странично осветление пистата може да се види и снима.

6. Балонна камера(изобретен от Glaeser през 1952 г.)

Балонната камера работи подобно на облачната камера. Само работният флуид не е преохладена пара, а прегрята течност (пропан, течен водород, азот, етер, ксенон, фреон...). Прегрятата течност, като преохладената пара, е в нестабилно състояние. Частица, летяща през такава течност, образува йони, върху които веднага се образуват мехурчета. Камерата с течни мехурчета е по-ефективна от камерата с газови облаци. За физиците е важно не само да наблюдават траекторията на летяща частица. Важно е в областта на наблюдение частицата да се сблъска с друга частица. Картината на взаимодействието на частиците е много по-информативна. Прелитайки през по-плътна течност, която има висока концентрация на протони и електрони, частицата има много по-голям шанс да претърпи сблъсък.

7. Емулсионна камера

За първи път е използван от съветските физици Мисовски и Жданов. Фотографската емулсия се прави от желатин. Движейки се през плътен желатин, елементарната частица претърпява чести сблъсъци. Поради това пътят на частицата в емулсията често е много кратък и след проявяване на фотографската емулсия тя се изследва под микроскоп.

8. Искрова камера (изобретател Краншоу)

В клетката Ае разположена система от мрежести електроди. Тези електроди се захранват с високо напрежение от захранването б. Когато елементарна частица прелети през камерата IN, създава йонизирана следа. По тази следа прескача искра, което прави следата на частиците видима.

9. Стриймър камера

Стримерната камера е подобна на искровата камера, само че разстоянието между електродите е по-голямо (до половин метър). Напрежението се прилага към електродите за много кратко време по такъв начин, че истинската искра няма време да се развие. Само рудименти на искра - стримери - имат време да се появят.

10. Гайгеров брояч

Броячът на Гайгер е като правило цилиндричен катод, по оста на който е опъната жица - анод. Системата е пълна с газова смес.

При преминаване през брояча заредена частица йонизира газа. Получените електрони, движейки се към положителния електрод - нишката, навлизайки в областта на силно електрическо поле, се ускоряват и от своя страна йонизират газовите молекули, което води до коронен разряд. Амплитудата на сигнала достига няколко волта и лесно се записва.

Броячът на Гайгер записва факта, че една частица преминава през брояча, но не измерва енергията на частицата.

Броячът се състои от стъклена тръба, покрита отвътре с метален слой (катод) и тънка метална нишка, преминаваща по оста на тръбата (анод). Тръбата е пълна с газ, обикновено аргон. Заредена частица (електрон, алфа частица и т.н.), летяща през газ, отнема електрони от атоми и създава положителни йони и свободни електрони. Електрическото поле между анода и катода ускорява електроните до енергии, при които започва ударна йонизация. Принцип на действие Възниква лавина от йони и токът през брояча рязко се увеличава. В този случай през товарния резистор R се генерира импулс на напрежение, който се подава към записващото устройство.

Характеристики За да може броячът да регистрира следващата частица, която го удари, лавинообразният разряд трябва да бъде загасен. Това става автоматично. Броячът записва почти всички електрони, които влизат в него; Що се отнася до γ-квантите, той регистрира приблизително само един γ-квант от сто. Регистрацията на тежки частици (например α-частици) е трудна, тъй като е трудно да се направи достатъчно тънък „прозорец“ в брояча, който да е прозрачен за тези частици.

Облачна камера В облачна камера, създадена през 1912 г., бързо заредена частица оставя следа, която може да бъде наблюдавана директно или фотографирана. Това устройство може да се нарече „прозорец“ в микросвета, тоест света на елементарните частици и системите, състоящи се от тях.

Принцип на действие Облачната камера е херметически затворен съд, пълен с вода или алкохолни пари, близки до насищане. Когато буталото се спусне рязко, причинено от намаляване на налягането под буталото, парата в камерата се разширява. В резултат на това се получава охлаждане и парата се пренасища. Това е нестабилно състояние на парата: парата кондензира лесно. Центровете на кондензация стават йони, които се образуват в работното пространство на камерата от летяща частица. Ако частица навлезе в камерата непосредствено преди или непосредствено след разширяването, по нейния път се появяват водни капчици. Тези капчици образуват видима следа от следата на летящата частица. След това камерата се връща в първоначалното си състояние и йоните се отстраняват от електрическо поле. В зависимост от размера на камерата, времето за възстановяване на работния режим варира от няколко секунди до десетки минути.

Характеристики Дължината на пистата може да определи енергията на частицата, а броят на капчиците на единица дължина на пистата може да се използва за оценка на нейната скорост. Колкото по-дълга е следата на частицата, толкова по-голяма е нейната енергия. И колкото повече водни капки се образуват на единица дължина на пистата, толкова по-ниска е нейната скорост. Частиците с по-висок заряд оставят по-дебела облачна камера, която може да бъде поставена в еднородно магнитно поле. Магнитното поле действа върху движеща се заредена частица с определена сила. Тази сила огъва траекторията на частицата. Колкото по-голям е зарядът на частицата и колкото по-малка е нейната маса, толкова по-голяма е кривината на пистата. От кривината на пистата може да се определи съотношението на заряда на частицата към нейната маса.

Принцип на работа В първоначалното си състояние течността в камерата е под високо налягане, което не позволява кипенето й, въпреки факта, че температурата на течността е по-висока от точката на кипене при атмосферно налягане. При рязко намаляване на налягането течността се прегрява и за кратко време ще бъде в нестабилно състояние. Заредените частици, летящи в този конкретен момент, причиняват появата на следи, състоящи се от мехурчета пара. Използваните течности са основно течен водород и пропан.

Характеристики Работният цикъл на камерата на флакона е кратък, около 0,1 s. Предимството на балонната камера пред камерата на Уилсън се дължи на по-високата плътност на работното вещество. В резултат на това пътищата на частиците се оказват доста къси и частици дори с висока енергия се забиват в камерата. Това позволява да се наблюдават серия от последователни трансформации на частица и реакциите, които предизвиква.

Метод на дебелослойни фотографски емулсии. Йонизиращият ефект на бързо заредени частици върху емулсията на фотографска плака позволи на френския физик А. Бекерел да открие радиоактивността през 1896 г. Методът е разработен от съветските физици Л. В. Мисовски, А. П. Жданов и др.

Принцип на действие Фотоемулсията съдържа голям брой микроскопични кристали от сребърен бромид. Бързо заредена частица, проникваща в кристала, премахва електрони от отделни бромни атоми. Верига от такива кристали образува латентен образ. Когато се развие, металното сребро се редуцира в тези кристали и верига от сребърни зърна образува следа от частици. Дължината и дебелината на следата могат да се използват за оценка на енергията и масата на частицата.

Характеристики Поради високата плътност на фотографската емулсия, следите са много къси (от порядъка на cm за алфа частици, излъчвани от радиоактивни елементи), но при снимане те могат да бъдат увеличени. Предимството на фотографските емулсии е, че времето на експозиция може да бъде толкова дълго, колкото желаете. Това позволява да се записват редки събития. Също така е важно, че поради високата спирачна способност на фотоемулсиите се увеличава броят на наблюдаваните интересни реакции между частици и ядра.

Конспект на урок по физика за 11 клас.

Предмет: Методи за наблюдение и записване на елементарни частици.

Цел на урока: запознаване на учениците с устройствата, с помощта на които се развива физиката на атомните ядра и елементарните частици; Необходимата информация за процесите в микрокосмоса е получена именно благодарение на тези устройства.

По време на часовете

Проверка на домашните по метода на фронталното проучване

Какво беше противоречието между атомния модел на Ръдърфорд и класическата физика?

Квантовите постулати на Бор.

9) Задача. Колко се променя енергията на един електрон във водороден атом, когато атомът излъчва фотон с дължина на вълната 4,86 ​​∙ 10-7 m?

Решение. ∆E = h ν; ν = c/λ; ∆E = h c /λ; ∆E=4,1 ∙10-19 J.

2. Учене на нов материал

Записващо устройство е макроскопична система в нестабилно положение. За всяко смущение, причинено от преминаваща частица, системата се премества в по-стабилна позиция. Процесът на преход позволява частицата да бъде регистрирана. В момента има много устройства за запис на елементарни частици. Нека разгледаме някои от тях.

А) Газоразряден брояч на Гайгер.

Това устройство се използва за автоматично броене на частици.

Обяснете устройството на измервателния уред с помощта на плакат. Броячът работи на базата на ударна йонизация.

Броячът на Гайгер се използва за регистриране на γ-кванти и електрони; броячът ясно открива и брои почти всички електрони и само един от сто γ-кванта.

Тежките частици не се отчитат от брояча. Има измервателни уреди, които работят на други принципи.

Б)Камера на Уилсън.

Броячът отчита само броя на прелетялите частици. Камерата на Уилсън, проектирана през 1912 г., има следа (следа), останала след преминаването на частица, която може да се наблюдава, фотографира и изучава.

Учените нарекоха облачната камера прозорец към микросвета.

Обяснете дизайна и принципа на работа на камерата, като използвате плаката. Действието на облачната камера се основава на кондензацията на пренаситена пара, която образува следи от водни капчици върху йоните. Дължината на пистата може да се използва за определяне на енергията на частицата; въз основа на броя на капките на единица дължина на пистата се изчислява нейната скорост; Зарядът на летящата частица се определя от дебелината на пистата. След като поставихме камерата в магнитно поле, забелязахме кривината на пистата, която е по-голяма, колкото по-голям е зарядът и колкото по-малка е масата на частицата. След като се определи зарядът на частицата и се знае кривината на пистата, се изчислява нейната маса.

IN)Балонна камера.

Американският учен Глейзър през 1952 г. създава нов тип камера за изследване на елементарни частици. Беше подобно на облачна камера, но работният флуид беше заменен; свръхнаситените пари бяха заменени от прегрята течност. Бързо движеща се частица, когато се движи през течност, образува мехурчета върху йоните (като течността кипи) - камерата се нарича балонна камера.

Високата плътност на работното вещество дава предимство на мехурчестата камера пред облачната камера.

Пътищата на частиците в мехурчестата камера са къси, но взаимодействията са по-силни и някои от частиците се забиват в работното вещество. В резултат на това става възможно да се наблюдават трансформации на частици. Следите са основният източник на информация за свойствата на частиците.

G)Метод на дебелослойните фотоемулсии.

Йонизиращият ефект на заредени частици върху емулсия на фотографска плака се използва за изследване на свойствата на елементарните частици заедно с мехурчестата камера и облачната камера. Заредена частица прониква във фотографска емулсия, съдържаща кристали от сребърен бромид, с висока скорост. Чрез отстраняване на електрони от някои бромни атоми в емулсията се появява латентен образ. Следата на частиците се появява след проявяване на фотографската плака. Енергията и масата на частиците се изчисляват от дължината и дебелината на пистата.

Има много други устройства и инструменти, които записват и изучават елементарни частици.

3. Затвърдяване на изучения материал.

1) Какво е записващо устройство?

2) Принципът на действие на брояча на Гайгер; камери на Уилсън; балонна камера, метод на дебелослойна фотоемулсия.

3) Какви предимства има камерата с мехурчета пред камерата с облак?

Нека обобщим урока.

Домашна работа: §98, повторение, §97