Slide 1

Методи

спостереження
елементарних
частинок
Підготувала:
учениця 11-Т класу
ЗОШ І-ІІІ ст. №7
Поліщук Ольга


Slide 2

Методи спостереження і
реєстрації елементарних
частинок
Іскрова камера

Лічильник Гейгера
Фотографічна
емульсія

Сцинтиляційний
метод

Камера Вільсона

Бульбашкова
камера


Slide 3

Сцинтиляційний лічильник, прилад для реєстрації ядерних
випромінювань і елементарних частинок (протонів, нейтронів, електронів,
y - квантів, мезонів і т. д.). Основним елементом лічильника є речовина,
що люмінесцює під дією заряджених частинок (сцинтилятор).

При попаданні зарядженої частинки на напівпрозорий екран, покритий
сульфідом цинку, виникає спалах світла (Сцинтиляцій). Спалах можна
спостерігати і фіксувати.
Прилад складається з сцинтилятора, фотоелектронного
помножувача та електронної системи.


Slide 4

Лічильник Гейгера
У газорозрядному лічильнику є катод у вигляді
циліндра і анод у вигляді тонкого дроту по осі
циліндра. Простір між катодом і анодом
заповнюється спеціальною сумішшю газів. Між
катодом і анодом прикладається напруга.

Ханс Гейгер

U


Slide 5

Лічильник Гейгера
+

* Лічильник Гейгера

R
До підсилювача

-

застосовується в
основному для реєстрації
електронів і y - квантів
(фотонів великої енергії).

Анод
Скляна трубка
Катод

* Лічильник реєструє майже
всі падаючі в нього
електрони.

* Реєстрація складних
частинок утруднена.

Щоб зареєструвати y-кванти, стінки трубки покривають
спеціальним матеріалом, з якого вони вибивають електрони.


Slide 6

Камера Вільсона
Вільсон-англійський фізик, член Лондонського
королівського товариства. Винайшов в 1912 р
прилад для спостереження і фотографування слідів
заряджених частинок, згодом названу камерою
Вільсона (Нобелівська премія, 1927).
Скляна
пластина

поршень
Радянські фізики П.Л. Капіца і Д.В.
Скобельцина запропонували поміщати камеру
Вільсона в однорідне магнітне поле.

вентиль


Slide 7

Камеру Вільсона
можна назвати
"вікном" в мікросвіт.
Вона являє собою
герметично закритий
посуд, заповнений
парами води або
спирту, близькими
до насичення.


Slide 8

Якщо частинки проникають в камеру, то на їх шляху виникають
крапельки води. Ці крапельки утворюють видимий слід пролетіла
частинки - трек. По довжині треку можна визначити енергію
частинки, а за кількістю крапельок на одиницю довжини оцінюється
її швидкість. Трек має кривизну.

Перше штучне перетворення елементів - взаємодія a частинки з ядром азоту, в результаті якого утворилися
ядро кисню і протон.


Slide 9

Бульбашкова камера
1952.

Д.Глейзер. Закипання перегрітої рідини

* При зниженні тиску рідина в камері переходить в перегрітий
стан.

поршень
Проліт частки викликає утворення ланцюжка крапель, які можна
сфотографувати.
Фотографія зіткнення елементарних частинок в головній
бульбашковій камері прискорювача Європейського центру
ядерних досліджень (ЦЕРН) в Женеві, Швейцарія. Траєкторії
руху елементарних частинок розцвічені для більшої ясності
картини. Блакитними лініями відзначені сліди бульбашок, що
утворюються навколо атомів, порушених в результаті
прольоту швидких заряджених часток.


Slide 10

Фотографічні емульсії
Метод товстошарових фотоемульсій. 20-і р.р. Л.В.Мисовский, А.П.Жданов.

Треки елементарних частинок в
толстослойной фотоемульсії

Найбільш дешевим методом реєстрації
іонізуючого випромінювання є
фотоемульсивний (або метод товстошарових
емульсій). Він базується на тому, що заряджена
частка, рухаючись у фотоемульсії, руйнує
молекули броміду срібла в зернах, крізь які
пройшла. За характером видимого сліду (його
довжині, товщині і т. п.) можна судити як про
властивості частинки, яка залишила слід (її
енергії, швидкості, масі, напрямку руху), так і
про характер процесу (розсіювання, ядерна
реакція, розпад часток ), якщо він стався в
емульсії.

Заряджені частинки створюють приховані зображення сліду руху.
По довжині і товщині треку можна оцінити енергію і масу частинки
Фотоемульсія має велику щільність, тому треки виходять короткими.


Slide 11

На малюнку зображені сліди в
фотоемульсії. Цей метод має такі
переваги:
1. Їм можна реєструвати траєкторії
всіх частинок, які пролетіли крізь
фотопластинку за час спостереження
2. Фотопластинка завжди готова для
застосування (емульсія не вимагає
процедур, які приводили б її в
робочий стан).
3. Емульсія має велику гальмуючу
здатність, зумовлену великою
щільністю.
4. Він дає незникаючий слід частинки,
який потім можна ретельно вивчати.

Недоліком методу є тривалість і складність хімічної обробки фотопластинок
і головне - багато часу потрібно для розгляду кожної пластинки в сильному
мікроскопі.


Slide 12

Іскрова камера
Іскрова камера - трековий детектор заряджених частинок, в якому трек
(слід) частки утворює ланцюжок іскрових електричних розрядів вздовж
траєкторії її руху.

1959 С.Фукуі, С.Міямото. Іскрова камера. Розряд у газі
при його ударної іонізації.

Трек частинки в
вузькозаторовій
іскровій камері


Slide 13

.

Іскрова камера звичайно являє
собою систему паралельних
металевих електродів, простір між
якими заповнений інертним газом.
Відстань між пластинами від 1-2 см
до 10 см.

Розрядні іскри суворо
локалізовані. Вони
виникають там, де
з'являються вільні заряди.
Іскрові камери можуть мати
розміри порядку декількох
метрів.

Зовнішній вигляд
двосекційної іскрової
камери