Elementāro daļiņu novērošanas un reģistrācijas metodes. Uzlādēto daļiņu reģistrācija, kas ir gamma - starojums

11 cl.

1 opcija

1. Gamer skaitītāja darbība ir balstīta uz

A. sadalot molekulas ar kustīgu uzlādētu daļiņu B. Sadan jonizāciju.

B. Enerģija ir nodalījums. Punkts veidošanās pārkarsētā šķidrumā.

D.Condensācija par pārmērīgu tvaiku.

2. Reģistrācijas ierīce elementārās daļiņaskuru darbība ir balstīta uz

tvaika burbuļu veidošanos pārkarsētā šķidrumā tiek saukts

A. Tolsto slāņa fotoemulsija. B.SCHECHIK GEIGER. B. Photo Camera.

G. Vilson kamera. D.Pubirls.

3. Izpētīt radioaktīvās emisijas, Vilsona kamera tiek izmantota. Tās darbība ir balstīta uz to, ka tad, kad tas iet caur to ātri uzlādēts daļiņu:
A.V. Gaza šķiet taka šķidro pilienu; B. Gāzē parādās elektriskais strāvas impulss;
B. Plāksne veido slēpto attēlu no šīs daļiņas izsekošanas;

G.V. šķidrums parādās gaismas zibspuldze.

4. Kas ir trase, ko veido bieza slāņa fotogrāfija?

Ūdens pilienu ķēde B. Ķēdes burbuļu tvaiks

V.lavina Electron G. ķēdes sudraba graudi

5. Vai Wilson Camera var reģistrēt neizpildītas daļiņas?

A.Co, ja viņiem ir neliela masa (elektronu)

B. Jūs varat, ja viņiem ir neliels impulss

V. Chuan, ja viņiem ir liela masa (neitroni)

G var, ja viņiem ir liels impulss D. ne

6. Kas ir piepildīts ar Wilson kameru

A.ADA ūdens vai alkohols. B.GAZ, parasti argons. V. Šķieķu reaģenti

G. Apsildāms gandrīz vārīt ar šķidro ūdeņradi vai propānu

7. Radioaktivitāte ir ...

Adopto kodoliem spontāni izstaro daļiņas, pārvēršas par citu kodolu

Ķīmiskie elementi

B. kodolu spēja emitēt daļiņas, pagriežot citu ķīmisko vielu kodolu

elementi

Visitume serde spontāni izstaro daļiņas

Pilsētas spēja izstarot daļiņas

8. Alfa - starojums - tas ir

9. Gamma - starojums - tas ir

A.Potok pozitīvas daļiņas B.Potok negatīvās daļiņas B. Neitrālu daļiņu plūsma

10. Kas ir beta - starojums?

11. Ar α-sabrukšanas kodolu ...

A. Express citā kodolā Ķīmiskais elementskas atrodas divās šūnās tuvāk

mENDELEV tabulas sākums

B. Prelimes cita ķīmiskā elementa kodā, kas ir uz vienas šūnas tālāk

no Mendeleev tabulas sākuma

Viesis būs tā paša elementa kodols ar rūpīgi samazinātu masas numuru.

12. Radioaktīvais emisijas detektors ir ievietots slēgtā kartona kastē ar sienas biezumu, kas pārsniedz 1 mm. Kādu starojumu viņš var reģistrēties?

13. Kas pēc tam pagriežas Urāns-238 pēcα - un diviβ - sabrukšanas?

14. Kādam elementam jābūt X vietā?

204 79 au x + 0 -1 e

11 cl.

Testa "Pamatdirektoru reģistrēšanas metodes. Radioaktivitāte ".

2. variants.

1. Ierīce, lai reģistrētu elementārās daļiņas, kuru darbība ir balstīta uz

pārsteigts pāra kondensācija, ko sauc par

A.Fhotocamera B. Kamer Wilson V. Tolstoslavy PhotoEmulsia

Schefer Geiger D. Burbulis kamera

2. Atjaunošana kodolieroču radiācijas reģistrācijai, kurā ātri uzlādēts ātrums

daļiņas izraisa šķidruma pilienu noplūdi gāzē, ko sauc par

A. Sleger Counter B. Vilson Camera V. Tolstoyloyna PhotoMulsia

G. Bubble Camera D. Escran, pārklāts ar sēra cinku

3. Kurā no šādām ierīcēm kodoliekārtu emisiju reģistrācijai

Ātrā uzlādes daļiņu pāreja izraisa elektriskā impulsa izskatu

pašreizējā gāzē?

A.Von Meter Geiger B.V. Vilson V. PhotoMulsijā

G. scintilējošā mērītā.

4. Photoemulsijas metode uzlādēto daļiņu reģistrācijas ir balstīta uz

A. šoka jonizācija. B. Molekulu sadalīšana Mīkstās daļiņas.

V. Izglītības tvaiks pārkarsē šķidrumā. Pārvalstu tvaiku kondondensācija.

D. Enerģijas izvēle ar daļiņu

5. Uzlādētā daļiņa izraisa šķidruma tvaika burbuļu izskatu

A. Schechik Geiger. B. Kamene Wilson V. fotohemulsija.

G. Szinterlation counter. D. Burbulis kamera

6. Kas ir piepildīts ar burbulis kameru

A.ADA ūdens vai alkohols. B. Gāze, parasti argons. B. Ķīmiskie reaģenti.

G. Apsilda gandrīz līdz vārīšanās temperatūrai ar šķidro ūdeņradi vai propānu.

7. Tvertne ar radioaktīvo vielu ievieto

magnētiskais lauks, kā rezultātā saišķis

radioaktīvais starojums samazinās trīs

sastāvdaļas (skatīt attēlu). Komponents (3)

atbilst

A. Gamma-starojums B. Alpha starojums

B. beta starojums

8. Beta - starojums - tas ir

A.Potok pozitīvas daļiņas B.Potok negatīvās daļiņas B. Neitrālu daļiņu plūsma

9. Kāds ir alfa starojums?

A. Stream Kinder Hēlijs B. Proton plūsma. Elektronu plūsma

G. Elektromagnētiskie viļņi Liela frekvence

10. Kas ir gamma - starojums?

A. Stream Kinder Hēlijs B. Proton plūsma. Elektronu plūsma

G. Big frekvences elektromagnētiskie viļņi

11. Kad β-samazinājums par kodolu ...

A. Nepareizi cita ķīmiskā elementa pamatā, kas ir uz vienas šūnas tālāk

no Mendeleev tabulas sākuma

B. Prelims uz citu ķīmisko elementu kodolu, kas atrodas divās šūnās tuvāk

mENDELEV tabulas sākums

Vorthoye kodolu no tā paša elementa ar tādu pašu masveida numuru

Noteikt tā paša elementa kodolu ar masas skaitu, kas samazināts ar vienu

12 Kurš no trim radiācijas veidiem ir vislielākā iekļūstoša spēja?

A. GAMMA-Radiācija B. Alpha Radiācijas beta starojums

13. Kernel, kurš ķīmiskais elements ir viens alfa sabrukšanas produkts

un divi beta bojājumi no šī elementa kodola 214 90 Th.?

14.And elements būtu stāvēt vietāX.?

Visas fizikas nodarbības 11. klase
Akadēmiskais līmenis

2. semestris

Atomic un kodolfizika

Nodarbība 11/88.

Priekšmets. Reģistrācijas metodes jonizējošā radiācija

Nodarbības mērķis: iepazīstieties ar studentiem ar mūsdienu metodes Uzlādēto daļiņu atklāšana un izpēte.

Nodarbības veids: Nodarbība, kas mācās jaunu materiālu.

Nodarbību plāns

Zināšanu kontrole		1. pusperiods. 2. Radioaktīvā sabrukuma likums. 3. Pusmūzikas komunikācija ar intensitāti radioaktīvā starojuma.
Demonstrācijas		2. Vilsona kamerā daļiņu dziesmu novērošana. 3. Burbulis kamerā uzlādētu daļiņu ierakstu fotogrāfijas.
Pētot jaunu materiālu		1. Geiger Muller skaitītāja struktūra un principa. 2. Jonizācijas palāta. 3. Vilsona kamera. 4. Burbuļu kamera. 5. Biezās FotoEmulsijas metode.
Nosakot pētīto materiālu		1. Kvalitatīvi jautājumi. 2. Mācīšanās atrisināt problēmas.

Pētot jaunu materiālu

Visa mūsdienu reģistrācija kodolieroču daļiņas Un emisijas var iedalīt divās grupās:

a) skaitļošanas metodes, kas balstītas uz instrumentu izmantošanu, ņem vērā viena vai cita veida daļiņu skaitu;

b) sliežu metodes, kas ļauj atjaunot daļiņas. Geiger Muller Counter ir viena no svarīgākajām ierīcēm automātiskajai daļiņu kontam. No letes darbība ir balstīta uz šoka jonizāciju. Uzlādētās daļiņas lido gāzē, izvelkot elektronus no atomiem un rada pozitīvus jonus un bezmaksas elektronus. Elektriskais lauks starp anodu un katodu paātrina elektronus uz enerģiju, saskaņā ar kuru sākas jonizācija. Geiger Muller skaitītājs tiek izmantots galvenokārt, lai reģistrētu elektronus un γ-starojumu.

Šāda kamera ļauj izmērīt jonizējošā starojuma devu. Tas parasti ir cilindrisks kondensators, starp plāksnēm, no kurām atrodas gāze. Starp plāksnēm tiek piemērots augsts spriegums. Ja nav jonizējošā starojuma, strāva ir praktiski klāt, un gāzes apstarošanas gadījumā, bezmaksas uzlādes daļiņas (elektroni un joniem) parādās tajā un vājās pašreizējās plūsmas. Šī vājā strāva tiek uzlabota un izmērīta. Strāvas stiprums raksturo jonizējošo iedarbību starojuma (γ-quanta).

Daudz lielākas iespējas Microworld pētīšanai dod 1912. Wilson kameru. Šajā palātā ātri uzlādēts daļiņu atstāj izsekošanu, ko var novērot tieši vai fotografēt.

Wilson kameras rīcība ir balstīta uz deleģēta tvaika kondensāciju uz joniem, lai veidotu ūdens pilienus. Šie joni rada kustīgu uzlādētu daļiņu gar tās trajektoriju. Droplets veido redzamu daļiņu taku, kas lidoja - trase.

Informācija, ka dziesmas dod Wilson kamerā ir daudz pilnīgāka, nekā skaitītāji var dot. Pēc trases garuma ir iespējams noteikt daļiņu enerģiju, un ar skaitu pilienu uz vienības garuma trases novērtējuma tā ātrumu.

Krievu fiziķi L. L. Kapitsa un D. V. Skobeltsins ierosināja ievietot Wilson kameru viendabīgā magnētiskajā jomā. Magnētiskais lauks darbojas uz uzlādētu kustīgu daļiņu ar noteiktu spēku. Šis spēks pagrieza daļiņu trajektoriju, nemainot tās ātruma moduli. Sekas CurVine var noteikt attiecību maksas daļiņu uz tās masu var noteikt.

Parasti daļiņu dziesmas Vilsona kamerā ne tikai novēro, bet arī fotografē.

1952. gadā amerikāņu zinātnieks D. Glasers ierosināja izmantot pārkarsētu šķidrumu, lai atklātu daļiņu dziesmas. Šajā šķidrumā uz joniem, kas veidojas ātrās uzlādes daļiņu kustības laikā, ir tvaiku burbuļi, kas dod redzamu dziesmu. Šāda veida kameras tika saukti par burbuļiem.

Burbulis kameras priekšrocība Vilsona kameras priekšā ir lielāks darba vielas blīvums. Iespējas daļiņām ir pietiekami īss, un daļiņas pat lielas enerģijas ir "iestrēdzis" kamerā. Tas ļauj novērot virkni secīgu konvertēšanu daļiņu un to noteikto reakciju.

Vilsona kamerā un burbuļu kamerā dziesmas ir viens no galvenajiem informācijas avotiem par daļiņu uzvedību un īpašībām.

Lētākā daļiņu un starojuma reģistrācijas metode ir foto emulsija. Tas ir balstīts uz to, ka uzlādētais daļiņu, kas pārvietojas uz fotoides, iznīcina sudraba bromīda molekulas graudos, caur kuru tas pagājis. Manifestu laikā kristālnīcās tiek atjaunota metāla sudraba un sudraba graudu ķēde veido daļiņu trasi. Trases garums un biezums var novērtēt daļiņu enerģiju un masu.

Jautājums studentiem jauna materiāla prezentācijas laikā

Pirmais līmenis

1. Vai ir iespējams ierakstīt bez maksas daļiņas, izmantojot Wilson kameru?

2. Kādas priekšrocības ir burbulis kamera, salīdzinot ar Wilson kameru?

Otrais līmenis

1. Kāpēc Alpha daļiņas nav jāreģistrējas ar Gamer-Muller Counter?

2. Kādas daļiņas īpašības var noteikt, izmantojot Wilson kameru, kas ievietots magnētiskā laukā?

Nosakot pētīto materiālu

1. Kā jūs varat noteikt Wilson raksturu, kas lidoja kamerā, tās enerģiju, ātrumu?

2. Kāds ir Wilson kameras mērķis dažreiz sadedzināt svina slāni?

3. Ja no lapas brīvā ceļa garuma: uz zemes virsmas vai augšējie slāņi Atmosfēra?

1. Attēlā redzams daļiņu celiņš, kas pārvietojas viendabīgā magnētiskā laukā ar 100 mtl magnētisko indukciju, kas ir tieši perpendikulāra modeļa plaknei. Attālums starp režģa līnijām attēlā ir 1 cm. Kas ir daļiņu ātrums?

2. Attēlā redzamais attēls tiek iegūts Wilson kamerā, kas piepildīta ar ūdens tvaiku. Kura daļiņa var lidot caur Wilson kameru? Bultiņa parāda daļiņu sākotnējās ātruma virzienu.

2. SAT: № 17.49; 17.77; 17.78; 17.79; 17.80.

3. D: sagatavoties patstāvīgais darbs № 14.

Uzdevumi no patstāvīgā darba numura 14 "atomu kodols. Kodolenerģija. Radioaktivitāte "

Radium - Radija radia 226 88 RA

Un protonu skaits kodolā samazinājās par 1.

Nucleus veidoja ar atomu skaitu 90.

Galvenais tika izveidots ar masas numuru 224.

Galvenais veidoja citu ķīmisku elementu atomu.

Lai reģistrētos uzlādētās daļiņas, tiek izmantota Wilson kamera.

Un Wilson kamera ļauj jums noteikt tikai daļiņu lidojumu skaitu.

Ar Wilson kameras palīdzību jūs varat reģistrēt neitronus.

Uzlādētajā daļiņā lidoja caur Vilsona kameru, izraisa vārīšanās pārkarsētu šķidrumu.

M. Vilsonas kamera ievietojusi magnētiskajā laukā, varat definēt daļiņu lidojuma uzlādes zīmi.

3. uzdevums ir izveidot korespondenci (loģiskais pāris). Katrai rindai, kas norādīta ar burtu, izvēlieties numuru, ko norāda numurs.

Protons.

Nitrons.

Izotopos.

G alfa daļiņu.

1 neitrāla daļiņa, ko veido viens protons un viens neitrons.

2 Pozitīvi uzlādēts daļiņu, ko veido divi protoni un divi neitroni. Identisks hēlija atoma kodolam

3 daļiņas, kurām nav elektriskās maksas, un ir masa 1,67 · 10-27 kg.

4 daļiņas ar pozitīvu maksu ir vienāda ar elektronu uzlādes moduli un masu 1,67 · 10-27 kg.

5 kodoli ar tādu pašu elektrisko lādiņu, bet dažādas masas.

Kādu izotopu veido no urāna 23992 u pēc diviem β-sabrukšanas un viena vidukļa? Pierakstiet reakcijas vienādojumu.

Sākotnēji jūs iepazīsieties ar ierīcēm, pateicoties kura fizika atomu kodolu un elementāro daļiņu radās un sāka attīstīties. Tās ir kodolizstrādājumu un kodolu un elementāro daļiņu ierīču reģistrēšanai un mācīšanai. Tas ir tie, kas sniedz nepieciešamo informāciju par notikumiem mikrometru. Elementāro daļiņu reģistrācijas ierīču ierīču darbības princips. Jebkura ierīce, kas reģistrē elementāras daļiņas vai kustīgu atomu kodolu, līdzīgi uzlādētu šauteni ar drupinātāju. Nelieli centieni, nospiežot sprūda šauteni, izraisa efektu, kas nav salīdzināma ar iztērētajiem centieniem, šāvienu. Reģistrācijas ierīce ir vairāk vai mazāk sarežģīta makroskopiskā sistēma, kas var būt nestabilā stāvoklī. Ar nelielu perturbāciju, ko izraisa lidojošais daļiņu, sistēmas pārejas process uz jaunu, stabilāku stāvokli sākas. Šis process ļauj reģistrēt daļiņu. Pašlaik tiek izmantotas daudzas dažādas daļiņas reģistrācijas metodes. Atkarībā no eksperimenta mērķa un apstākļiem, kādos tās tiek izmantotas, tiek izmantotas dažas reģistrācijas ierīces, atšķiras viens no otra ar galvenajām īpašībām. Gaizra gāzes izplūdes mērītājs. Geigera skaitītājs ir viena no svarīgākajām ierīcēm automātiskajai daļiņu skaitīšanai. Mērītājs (253. att.) Sastāv no stikla caurules, kas pārklāts no iekšpuses ar metāla slāni (katodu) un plānu metāla vītni, kas darbojas pa caurules (anodu). Caurule ir piepildīta ar gāzi, parasti argonu. No letes darbība ir balstīta uz šoka jonizāciju. Uzlādētais daļiņu (elektronu, a-daļiņu utt.), Plankumaini gāzes, asaras elektronus no atomiem un rada pozitīvus jonus un bezmaksas elektronus. Elektriskais lauks starp anodu un katodu (augstspriegums tiek piegādāts tiem) paātrina elektronus uz enerģiju, saskaņā ar kurām sākas ietekmes jonizācija. Jonu lavīna rodas, un strāva pāri pretrunā strauji palielinās. Šajā gadījumā uz slodzes rezistora r, kas tiek piegādāts reģistrācijas ierīcei, veidojas sprieguma impulss. Lai skaitītājs reģistrētu nākamo daļu, kas ir nonākusi tajā, lavīna izlāde ir jāmaksā. Tas notiek automātiski. Tā kā pašreizējā impulsa laikā sprieguma kritums uz kravas rezistora r ir liels, spriegums starp anoda un katodu ir strauji samazināts - tik daudz, ka izplūdes apstāšanās apstājas. Heiger skaitītājs tiek izmantots galvenokārt, lai reģistrētu elektronus un Y-quanta (augstas enerģijas fotonus). Tomēr tieši Y-Quanta dēļ to mazo jonizējošā spēja nav reģistrētas. Lai atklātu tos, caurules iekšējā siena ir pārklāta ar materiālu, no kura elektroni tiek izslēgti. Skaitītājs reģistrē gandrīz visus elektronus, kas to ienāk; Attiecībā uz Y-Quanta, tas reģistrē aptuveni vienu y kvantu no simts. Reģistrācija smago daļiņu (piemēram, A-hour-titz) ir grūti, jo ir grūti padarīt skaidri smalku logu produktu metru šīm daļiņām. Pašlaik tiek izveidoti skaitītāji, kas darbojas ar citiem principiem nekā Geiger Counter. Vilsona kamera. Skaitītāji var reģistrēt tikai to, ka daļiņas iet caur tiem un noteikt dažas no tās īpašībām. Wilson kamerā, kas izveidota 1912. gadā, ātri uzlādēts daļiņu atstāj izsekošanu, ko var novērot tieši vai fotografēt. Šo ierīci var saukt logs mikrometru, I.E. ELEMENTARY daļiņu un sistēmu, kas sastāv no tām. Wilson kameras rīcība ir balstīta uz pārsprieguma tvaika kondensāciju uz joniem, lai veidotu ūdens pilienus. Šie joni rada kustīgu uzlādētu daļiņu gar tās trajektoriju. Wilson kamera ir hermētiski slēgts kuģis, kas piepildīts ar ūdens vai alkohola pāriem, kas atrodas tuvu piesātinājumam (254. att.). Ar strauju virzuļa nolaišanu izraisa spiediena samazināšanās zem tā, tvaika palātas adiabātiski paplašinās. Tā rezultātā dzesēšana, un pāri kļūst pārspīlēti. Tas ir nestabils pāra stāvoklis: tvaiks ir viegli saīsināts. Kondensācijas centri ir joni, kas veidojas kameras peld daļiņas darba telpā. Ja daļiņu iekļūst kamerā tieši pirms paplašināšanās vai tūlīt pēc tā, ūdens pilieni parādās tās ceļā. Šīs pilienu veido redzamu lidojošā daļiņu taka - trase (255. att.). Tad kamera atgriežas tās sākotnējā stāvoklī, un jonus noņem elektriskā laukā. Atkarībā no kameras lieluma darba režīma atgūšanas laiks svārstās no dažām sekundēm līdz desmitiem minūtēm. Informācija, kas dziesmas Vilsona kamerā ir ievērojami bagātāka nekā tie, kas skaitītāji var dot. Trasa garumā ir iespējams noteikt daļiņu enerģiju un ar sliežu ceļa vienības garuma vienības garumu - novērtējiet tās ātrumu. Jo ilgāk daļiņu trase, jo lielāka enerģija. Un jo lielāks ūdens piliens, kas veidots uz ceļa vienības garuma, jo mazāk tās ātrums. Daļiņas ar lielu lādiņu atstāj lielāku biezumu. Padomju fiziķi P. L. Kapitsa un D. V. Skobelzyn piedāvāja ievietot Wilson kameru viendabīgā magnētiskā laukā. Magnētiskais lauks darbojas ar kustīgu uzlādētu daļiņu ar noteiktu spēku (Lorentz spēku). Šis spēks pagrieza daļiņu trajektoriju, nemainot tās ātruma moduli. Trase ir vislielākais izliekums, jo vairāk daļiņu maksas un mazāka masa. Saskaņā ar sliežu ceļa izliekumu var noteikt daļiņu attiecību pret tās masu. Ja kāds no šiem daudzumiem ir zināms, jūs varat aprēķināt otru. Piemēram, uzlādējot daļiņas un izliekumu tās dziesmu, aprēķiniet masu. Burbuļu kamera. 1952. gadā amerikāņu zinātnieks D. Gle-Zerom tika lūgts izmantot pārkarsētu šķidrumu, lai noteiktu daļiņu dziesmas. Šādā šķidrumā uz joniem veidojas, pārvietojot ātru uzlādētu daļiņu, parādās tvaika burbuļi, sniedzot redzamu dziesmu. Šāda veida kameras tika sauktas burbulis. Sākotnējā stāvoklī, šķidrums palātas ir zem augsta spiediena aizsargāt to no vārīšanās, neskatoties uz to, ka temperatūra šķidruma ir virs viršanas temperatūras atmosfēras spiedienā. Ar strauju spiediena samazināšanos, šķidrums izrādās pārkarsēts un uz īsu laiku tas būs nestabilā stāvoklī. Uzlādētie daļiņas, kas tieši lido tieši šajā laikā, izraisa dziesmu izskatu, kas sastāv no tvaika burbuļiem (256. att.). Šķidrumu galvenokārt izmanto šķidro ūdeņradi un propānu. Burbulis kameras darba cikla ilgums ir mazs - aptuveni 0,1 s. Burbulis kameras priekšrocība Vilsona kameras priekšā ir lielāks darba vielas blīvums. Daļiņu iet sakarā ar to ir pietiekami īss, un daļiņas pat lielākas enerģijas ir iestrēdzis kamerā. Tas ļauj novērot virkni secīgu daļiņu pārvērtību un to izraisīto reakciju. Vilsona kamerā un burbuļu kamerā dziesmas ir viens no galvenajiem informācijas avotiem par daļiņu uzvedību un īpašībām. Elementāro daļiņu pēdas novērošana rada spēcīgu iespaidu, rada tiešu kontaktu sajūtu ar mikromīru. Biezās slāņa fotoides metode. Lai reģistrētu daļiņas, kā arī Wilson kameras un burbuļu kameras tiek izmantotas biezs slāņa fotoālmes. Ātri uzlādētu daļiņu jonizējošā iedarbība uz fotoflastiskās atļautās franču fizikas emulsiju A. Beckerel Lai atvērtu 1896. gadā radioaktivitāti. Foto emulsijas metodi izstrādāja padomju fiziķi L. V. We-Ovsky, A. P. Zhdanov uc. PhotoEmulsia satur lielu skaitu mikroskopisku kristālu sudraba bromīdu. Ātra uzlādēta daļiņu, pīlings kristālisks, asaras elektroni no atsevišķiem broma atomiem. Šādu kristālu ķēde veido slēpto attēlu. Izpaužot šajos kristāliskos, tiek atjaunota metāla sudraba un sudraba graudu ķēde veido daļiņu trasi (att. 257). Trases garums un biezums var novērtēt daļiņu enerģiju un masu. Sakarā ar augstu blīvumu fotogrāfijas, dziesmas tiek iegūtas ļoti īss (apmēram 1 (G3 cm par daļiņām emitē radioaktīvie elementi), bet, fotografējot tos var palielināt. Photoemulsiju priekšrocība ir tā, ka ekspozīcijas laiks var būt vairāk nekā liels. Tas ļauj reģistrēties retas parādības. Ir svarīgi, lai pateicoties lielajai fotoattēlu bremzēšanas spējai, novēroto interesantu reakciju skaits starp daļiņām un kodoliem palielinās. Mēs vēlējāmies tālu no visām ierīcēm, kas reģistrē elementāras daļiņas. Mūsdienīgas ierīces reti sastopamas un ļoti labi dzīvotas daļiņas ir ļoti sarežģītas. Simtiem cilvēku piedalās to būvniecībā. E 1 - Vai ir iespējams reģistrēt neizpildītus daļiņas, izmantojot Wilson kameru! 2. Kādas priekšrocības ir burbulis kamera, salīdzinot ar Wilson kameru!

Wilson kamera ir sliežu ceļa detektors elementāru uzlādētu daļiņas, kurā trase (taka) daļiņas veido ķēdi mazu pilienu šķidruma gar trajektoriju tās kustību. C. Wilson 1912. gadā (Nobela prēmija 1927). Wilson kamerā (sk. 7.2. Att.), Uzlādēto daļiņu dziesmas kļūst redzamas, pateicoties pārmērīgā tvaika kondensācijai uz uzlādētās daļiņas veidotajiem gāzes joniem. Šķidrumu pilieni veidojas uz joniem, kas aug līdz pietiekamā novērojuma lielumam (10 -3 -10 -4 cm) un fotografējot ar labu apgaismojumu. Vilsona kameras telpiskā izšķirtspēja parasti ir 0,3 mm. Darba vide ir visbiežāk maisījums ūdens tvaiku un spirta zem spiediena 0.1-2 atmosfēras (ūdens tvaika kondensēts galvenokārt uz negatīvām joniem, alkohola pāriem - uz pozitīvu). Pārmērība tiek panākta ar strauju spiediena samazināšanos, jo darba apjoma paplašināšanās dēļ. Kameras jutīguma laiks, kurā pārmērība joprojām ir pietiekama kondensācijai uz joniem, un pats apjoms ir pieņemams caurspīdīgs (nav pārslogots piliens, ieskaitot fonu), mainās no simtdaļām sekundes līdz vairākām sekundēm. Pēc tam, tas ir nepieciešams, lai attīrītu darba kameru un atjaunot savu jutību. Tādējādi Wilson kamera darbojas cikliskā režīmā. Pilns cikla laiks parasti > 1 min.

Vilsona kameras iespējas ievērojami palielinās, ievietojot to magnētiskajā laukā. Plānots magnētiskais lauks Uzlādes daļiņu trajektorija nosaka tās maksas un impulsa zīmi. Ar Wilson kameras palīdzību 1932. gadā K. Andersons atklāja pozitronu kosmosa staros.

Svarīgs uzlabojums, kas piešķirts 1948. gadā Nobela prēmijas (P. Barketet), bija vadīta Wilson kameras izveide. Speciālie skaitītāji Izvēlieties notikumus, kas jāreģistrē Wilson kamerā, un "palaist" kameru, lai novērotu šādus notikumus. Vilsona kameras efektivitāte, kas darbojas šajā režīmā, palielinās daudzas reizes. Wilson kameras "apstrāde" ir izskaidrojama ar to, ka ir iespējams nodrošināt ļoti augstu gāzes vides izplešanās ātrumu, un kamerai ir laiks, lai reaģētu uz ārējo skaitītāju izraisošā signālu.

Reģistrācijas un daļiņu detektoru metodes

§ kalorimetrija (saskaņā ar iegūto enerģiju)

§ fotoidesija

§ Burbuļi un dzirksteles kameras

§ scintilācijas detektori

§ pusvadītāju detektori

Šodien šķiet gandrīz neticami, cik daudz atklājām atomu kodola fizikā tika izmantoti, izmantojot dabiskie avoti Radioaktīvais starojums ar enerģiju ir tikai dažas MEV un vienkāršākās detektēšanas ierīces. Atvērts atomu kodols, tās lielums tika iegūts, vispirms novērots kodolreakcija, Radioaktivitātes, neitronu un protonu parādība tiek atklāta, ir paredzēta neitrīna pastāvēšana utt. Galvenā daļiņu detektors ilgu laiku bija plāksne ar sēra cinka slāni. Daļiņas tika reģistrētas ar acs sērijas zink gaismas mirgo. Cherenkov starojums pirmo reizi tika novērota vizuāli. Pirmā burbulis kamera, kurā Glezero novēroja dziesmu dziesmas bija lielums ar uzmavu. Augsto enerģiju daļiņu avots tajā laikā bija kosmisko stari - daļiņas, kas veidotas pasaules telpā. Kosmosa staros tika novērotas jaunas pamatskolas daļiņas. 1932 - Positron (K. Anderson) atvērts, 1937 - Muon atvēra (K. Andersons, S. Nedermeyer), 1947 - atvērts -ezon (POWEL), 1947 - dīvainas daļiņas tika atrastas (J. Rochester, K. Butler).

Laika gaitā eksperimentālās iekārtas kļuva sarežģītākas. Izstrādāta daļiņu paātrinājuma paātrinājuma un atklāšanas tehnika. Successes fizikā kodolu un elementāro daļiņu arvien vairāk nosaka progress šajās jomās. Nobela prēmija Fizika bieži tiek piešķirta darbam fiziskās eksperimenta tehnikas jomā.

Detektori kalpo kā daļiņu klātbūtnes fakta reģistrēšanai un tās enerģētikas un impulsa noteikšanai, daļiņu un citu kustības trajektorijai. Raksturojums. Lai reģistrētu daļiņas, detektori bieži izmanto detektorus, kas ir visjutīgākie pret noteiktu daļiņu reģistrāciju un nejūtas liels fons, ko rada citas daļiņas.

Parasti eksperimentos par kodolu un daļiņu fiziku, ir jāuzsver "nepieciešamie" notikumi uz "nevajadzīgu" notikumu milzu fonu, kas var būt viens no miljardiem. Par šo, dažādas kombinācijas skaitītāju un reģistrācijas metodes izmanto shēmas sakritības vai pretbrugs starp notikumiem, kas reģistrēti ar dažādiem detektoriem, izvēli amplitūdas notikumiem un signālu formu, utt. Daļiņu atdalīšana bieži tiek izmantota, lai to laika posmu noteiktu attālumu starp detektoriem, magnētisko analīzi un citām metodēm, kas ļauj droši uzsvērt dažādas daļiņas.

Uzlādēto daļiņu reģistrācija ir balstīta uz jonizācijas parādību vai atomu ierosinājumu, ko tie izraisa detektora būtību. Tas ir balstīts uz šādu detektoru darbu kā Vilsona kameru, burbuļu kameru, dzirksteles kameru, fotoemulsijas, gāzes scintilācijas un pusvadītāju detektoriem. Neizmantotas daļiņas (-QVants, neitroni, neitrīnos) konstatē sekundārās uzlādētās daļiņas, kas izriet no to mijiedarbības ar detektora vielu.

Neitrinos nav tieši reģistrē detektors. Viņi veic noteiktu enerģiju un impulsu. Enerģētikas un impulsa trūkumu var noteikt, piemērojot enerģijas un pulsa saglabāšanas likumu uz citām daļiņām, kas reģistrētas reakcijas rezultātā.

Ātrās daļiņas reģistrē to dezintegrālie produkti. Liels lietojums atrada detektorus, kas ļauj tieši novērot daļiņu trajektorijas. Tātad ar Wilson kameras palīdzību magnētiskajā laukā tika atvērts pozitrons, muon un sezonas, izmantojot burbuļa kameru - daudzas dīvainas daļiņas, neitrīna notikumi tika ierakstīti, izmantojot dzirksteles kameru utt.

1. Geiger Meter. Geigera skaitītājs parasti ir cilindriska katods, gar asi, kas ir izstiepts ar vadu - anodu. Sistēma ir piepildīta ar gāzes maisījumu.

Kad iet cauri skaitītājam, uzlādētais daļiņu jonizē gāzi. Iegūtie elektroni, kas pārvietojas uz pozitīvo elektrodu - pavedieni, kas nonāk spēcīga reģionā elektriskais lauks, paātrinās un savukārt jonuīnu gāzes molekulas, kas noved pie koronas izlādes. Signāla amplitūda sasniedz vairākus voltus un ir viegli reģistrējami. Geigera skaitītājs reģistrē faktu par daļiņu cauri skaitītājam, bet neļauj daļiņu enerģijai.

2. Proporcionālais skaitītājs. Proporcionālajam skaitītim ir tāds pats dizains kā Geiger Counter. Tomēr, pateicoties piegādes sprieguma izvēlei un gāzes maisījuma sastāvam proporcionāli, koronas izplūde nenotiek ar gāzes jonizāciju. Saskaņā ar elektrisko lauka darbību, kas izveidota pie pozitīvā elektroda, primārās daļiņas rada sekundāro jonizāciju un rada elektriskās lavīnas, kas izraisa daļiņu emisijas primārās jonizācijas palielināšanos, izmantojot metru 10 3 - 10 reizes. Proporcionālais skaitītājs ļauj reģistrēt daļiņu enerģiju.

3. Jonizācijas palāta. Tāpat kā gāzes maisījums tiek izmantots Geigera skaitītājā un proporcionālā mērītā jonizācijas kamerā. Tomēr, salīdzinot ar proporcionālu skaitītāju, barošanas spriegums jonizācijas kamerā ir mazāka un jonizācijas palielināšana tajā nenotiek. Atkarībā no eksperimenta prasībām daļiņu daļiņu mērīšana tiek izmantota tikai pašreizējā impulsa vai elektroniskā un jonu elektroniskā sastāvdaļa.

4. Pusvadītāju detektors. Pusvadītāju detektora ierīce, kas parasti ir izgatavota no silīcija vai Vācijas, līdzīgi jonizācijas kameras ierīcei. Gāzes loma pusvadītāju detektorā ir noteikti izveidota jutīga joma, kurā normālā stāvoklī nav bezmaksas maksas pārvadātāju. Pēc hitting šo platību, uzlādētais daļiņu izraisa jonizāciju, attiecīgi, vadīšanas zonā, parādās elektroni, un valences zonā - caurumiem. Saskaņā ar jutīgās zonas virsmas piestiprinātās sprieguma elektrodiem tiek parādīti elektronu un caurumi, veidojas pašreizējais impulss. Pašreizējā impulsa maksa ir informācija par elektronu un caurumu skaitu, un attiecīgi enerģiju, ko uzlādētais daļiņu ir zaudējis jutīgā reģionā. Un, ja daļiņu pilnībā zaudēja enerģiju jutīgā vietā, injicējot pašreizējo impulsu saņemt informāciju par daļiņu enerģiju. Pusvadītāju detektoriem ir augsta enerģijas izšķirtspēja.

Nion jonu pāru skaitu pusvadītāju skaitītāju nosaka jonu formula \u003d e / w,

kur e ir kinētiskā enerģija Daļiņas, W - enerģija, kas nepieciešama viena jonu pāris veidošanai. Germanium un silīcija W ~ 3-4 EV un vienāds ar enerģiju, kas nepieciešama, lai pārejotu elektronu no valences zonas uz vadīšanas zonu. Maza vērtība W noteic augsta izšķirtspēja Pusvadītāju detektori, salīdzinot ar citiem detektoriem, kuros primārā daļiņu enerģija tiek tērēta jonizācijai (Eion \u003e\u003e W).

5. Vilsona kamera. Vilsona kameras darbības princips ir balstīts uz aizkavētā tvaika kondensāciju un redzamo šķidruma pilienu veidošanos uz joniem gar pēdām, kas peld caur uzlādes daļiņu kameru. Lai izveidotu suspensijas pāru, notiek ātra gāzes paplašināšana, izmantojot mehānisku virzuli. Pēc ieraksta fotografēšanas, gāze kamerā tiek saspiesta atkal, pilieni uz jonu iztvaiko. Elektriskais lauks kamerā kalpo "tīras" kameras no joniem, kas veidoti iepriekšējā gāzes jonizācijā

6. Burbuļu kamera. Darbības princips ir balstīts uz pārkaršanas šķidruma vārīšanu gar iekasētā daļiņu ierakstu. Burbulis kamera ir kuģis, kas piepildīts ar caurspīdīgu pārkarsētu šķidrumu. Ar strauju spiediena samazināšanos, tvaika burbuļu ķēde veidojas gar jonizējošo daļiņu trasi, kuru izgaismo ārējs avots un tiek fotografēti. Pēc tam, kad fotografējot taku spiedienu kamerā, gāzes burbuļi ir sabrukuši, un kamera ir gatava darboties vēlreiz. Šķidru ūdeņradi izmanto kā darba šķidrumu kamerā vienlaicīgi apkalpo ūdeņraža mērķi, lai pētītu daļiņu mijiedarbību ar protoniem.

Wilson kamerai un burbuļu kamerai ir milzīga priekšrocība, kas tieši novērot visas uzlādes daļiņas, kas veidotas katrā reakcijas likumā. Lai noteiktu daļiņu veidu, un tās pulss Wilson kameras un burbuļu kameras tiek ievietotas magnētiskā laukā. Burbulis kamera ir lielāka blīvums vielas detektoru, salīdzinot ar Vilson kameru, un tāpēc ligzdotās daļiņas ir pilnībā noslēgti tilpumā detektora. Fotogrāfiju dekodēšana no burbuļu kamerām ir atsevišķa darbietilpīga problēma.

7. Kodolieroču emulsijas. Līdzīgi, kā tas notiek regulārajā fotogrāfijā, uzlādēts daļiņa pārkāpj tās ceļa struktūru kristāla režģis Galoid sudraba graudi padarot tos spējīgus izpausme. Kodolieroču emulsija ir unikāls līdzeklis retu notikumu reģistrēšanai. Kodolieroču emulsiju skursteņi ļauj reģistrēt ļoti lielo enerģiju daļiņas. Ar savu palīdzību ir iespējams noteikt iekasētā daļiņu ierakstu koordinātas ar precizitāti ~ 1 mikronu. Kodolenerģijas emulsijas tiek plaši izmantotas, lai reģistrētu kosmiskās daļiņas uz bļodas zondēm un kosmosa kuģiem.

8. Aizdedzes kamera. Aizdedzes kamera sastāv no vairākiem plakaniem dzirksteļiem, kas apvienoti vienā tilpumā. Pēc uzlādētās daļiņas caur dzirksteles kameru tiek pasniegts īss augstsprieguma sprieguma impulss uz elektrodiem. Tā rezultātā, redzams dzirksteles kanāls veidojas pa dziesmu. Magnētiskā laukā ievietotā aizdedzes kamera ļauj ne tikai noteikt daļiņu kustības virzienu, bet arī izliekt trajektoriju, lai noteiktu daļiņu veidu un tās impulsu. Sparkožu kameru elektrodu izmēri var sasniegt vairākus metrus.

9. Strizimmer kamera. Tas ir dzirksteles analogs, ar lielu saikņu attālumu ~ 0,5 m. Augsta sprieguma izplūdes ilgums dzirksteļu nepilnības ir ~ 10 -8 s. Tāpēc veidojas dzirksteles bojājums, bet atsevišķi īsi kvēlojoši gaismas kanāli - pieturvietas. In Stimmera kamerā var ierakstīt vairākas uzlādes daļiņas.

10. Proporcionāla kamera. Proporcionālā kamera parasti ir plakana vai cilindriska forma, un zināmā mērā ir daudzu elektrodu proporcionāla skaitītāja analogs. Augstsprieguma vadu elektrodi ir atdalīti viens no otra attālumā no dažiem mm. Uzlādētās daļiņas, kas iet caur elektrodu sistēmu, izveidojiet pašreizējo impulsu ar ilgumu ~ 10 -7 p. Reģistrējot šos impulsus no atsevišķiem vadiem, ir iespējams atjaunot daļiņu trajektoriju ar vairāku mikronu precizitāti. Proporcionālās kameras izšķirtspēja ir vairākas mikrosekundes. Enerģijas izšķirtspēja proporcionāla kamera ~ 5-10%.

11. Drift kamera. Tas ir proporcionālas palātas analogs, kas nodrošina vēl lielāku precizitāti, lai atjaunotu daļiņu trajektoriju.

Spark, strimmer, proporcionāla un drifta kamera, kurai ir daudz priekšrocību burbuļu kamerām, ļauj jums tos palaist no interesanta notikuma, izmantojot tos uz sakritības ar scintilācijas detektoriem.

12. Scintilācijas detektors. Scintilācijas detektors izmanto īpašumu dažu vielu spīd, kad uzlādētās daļiņas iet. Pēc tam veidojas gaismas kvantu, kas veidota, izmantojot fotomunripus. Izmanto kā kristāliskus scintillatorus, piemēram, NAI, BGO un plastmasas un šķidruma. Kristāla scintillatori galvenokārt tiek izmantoti, lai reģistrētu gamma quanta un rentgena starojumu, plastmasu un šķidrumu - lai reģistrētu neitronus un laika mērījumus. Lieli scintillatoru apjomi ļauj jums izveidot ļoti augstas efektivitātes detektorus, lai reģistrētu daļiņas ar nelielu mijiedarbības šķērsgriezumu ar vielu.

13. kaloriju kalorimetri. Kalorimetri ir maiņstrāvas vielas, kurā augstas enerģijas daļiņas tiek turētas (parasti slāņi dzelzs un svina) un detektoriem, kas izmanto dzirksteles un proporcionālas kameras vai slāņus scintilators. Jonizējošā daļiņa Augsta enerģija (E\u003e 1010 EV), kas iet cauri kalorimetru, rada liels skaits Sekundārās daļiņas, kas, mijiedarbojas ar kalorimetru vielu, savukārt rada sekundārās daļiņas - veido daļiņu lietus primārās daļiņas virzienā. Jonizācijas mērīšana dzirksteles vai proporcionālās kamerās vai scantlers gaismas ražā, jūs varat noteikt enerģiju un daļiņu veidu.

14. Cherenkov counter.CHERENKOV skaitītāja darbs ir balstīts uz Radiācijas Radiācijas Cerenkova - Vavilov, kas notiek, kad daļiņa pārvietojas vidē, pārsniedzot gaismas izplatīšanās ātrumu vidē (V\u003e C / N) . No Cherenkov starojuma gaisma ir vērsta uz priekšu leņķī daļiņu kustības virzienā.

Vieglas starojums tiek reģistrēts, izmantojot fotomiulatoru. Izmantojot Cherenkov skaitītāju, varat noteikt daļiņu ātrumu un izvēlēties daļiņas ātrumā.

Lielākais ūdens detektors, kurā daļiņas tiek konstatētas Chenkovo \u200b\u200bstarojums, ir SuperCandel detektors (Japāna). Detektors ir cilindriska forma. Detektora darba tilpuma diametrs ir 39,3 m., 41,4 m augstums. Detektora masa ir 50 katoniņi, saules neitrīnu 22 Katon reģistrācijas darbības apjoms. SuperCandel detektoram ir 11 000 fotomiplenti, kas skata ~ 40% no detektora virsmas.