Metode opazovanja in registracije osnovnih delcev. Registracija nabitih delcev, ki je gama - sevanje
11 cl.
1 možnost
1. Ukrep števca igralca temelji na
A. Razdelitev molekul s premikanjem napolnjenega delca B. Sadana ionizacije.
B. Energija je particija. Tvorba odstavka v pregreti tekočini.
D.Kondenzacije nazadovanih hlapov.
2. Registracijska naprava osnovni delcikaterih ukrepanje temelji na
tvorba hlapovskih mehurčkov v pregreti tekočini se imenuje
A. Tolsto-Layer Fotoemulsia. B.Schechik Geiger. B. Foto kamera.
G. Vilson kamera. D.Pubirls.
3. Za študij radioaktivnih emisij se uporablja Wilsonova komora. Njegovo ukrepanje temelji na dejstvu, da ko gre skozi njega hiter napolnjen delček:
A.V. Gaza se prikaže pot tekočih kapljic; B. V plinu se pojavi električni sedanji impulz;
B. Plošča tvori skrito podobo sleda tega delca;
G.V. Fluid se prikaže bliskavica svetlobe.
4. Kakšna je skladba, ki jo tvori debela plastna fotografija?
Veriga vodnih kapljic B. Chain Bubbles Steam
V.Lavina Electron G. Chain Srebrna zrna
5. Ali lahko Wilson Camera Registrirate nepooblaščene delce?
A.CO, če imajo majhno maso (elektron)
B. Lahko, če imajo majhen impulz
V. Chuan, če imajo veliko maso (nevtroni)
G lahko, če imajo velik impulz D. ne
6. Kaj je napolnjeno s Wilsonovo kamero
A.Ada voda ali alkohol. B.Gaz, ponavadi argon. V. KIMIČNI REAGENTI
G. Segrejemo skoraj za kuhanje s tekočim vodikom ali propanom
7. Radioaktivnost je ...
Sprejmi jedro, ki spontano oddaja delce, ki se spreminjajo v jedro drugih
kemični elementi
B. Sposobnost jedra, da oddajajo delce, se spreminja v jedro druge kemikalije
elemente
Visital jedra spontano oddajajo delce
Sposobnost mesta, da oddaja delce
8. Alpha - sevanje - To je
9. Gama - sevanje - To je
A.POTOK Pozitivni delci B.Potok Negativni delci B. Potok nevtralnih delcev
10. Kaj je beta - sevanje?
11. Z α-razpadanjem jedro ...
A. Izrazite v jedru drugega kemični elementki je v dveh celicah bližje
začetek mize MendelEV
B. PreLims v jedru drugega kemičnega elementa, ki je na eni celici še naprej
od začetka mize MendelEV
Gost bo jedro istega elementa s temeljito zmanjšano množično številko.
12. Radioaktivni detektor emisij je nameščen v zaprto kartonsko škatlo s debelino stene, večjim od 1 mm. Kakšno sevanje se lahko registrira?
13. Kaj se obrnejo urani-238α - in dvaβ - Depalje?
14. Kateri element bi moral biti namesto X?
204 79 AU X + 0 -1 e
11 cl.
Preskusne metode za registracijo osnovnih delcev. Radioaktivnost ". \\ T
Možnost 2.
1. Naprava za registracijo osnovnih delcev, katerih ukrepanje temelji na
kondenzacija presenečenega para, ki se imenuje
A.Fhotocamera B. Kamer Wilson V. TOLSTOLAVY PhotoEmulsia
Schefer Geiger D. Bubble Camera
2. Reboring za registracijo jedrskega sevanja, v katerem se prehod hitrega napolnjenega
delci povzročajo uhajanje tekočih kapljic v plinu, ki se imenuje
A. Steager Counter B. Vilson Camera V. Tolstoyloyna Fotoemulsia
G. Bubble CAMERA D. ESCRAN, prekrita z žveplom cinka
3. V kateri od naslednjih naprav za registracijo jedrskih emisij
prehod hitrega napolnjenega delca povzroča videz električnega pulza
trenutno v plinu?
A.von meter geiger b.v. Vilson V. v fotografiji
G. v scintilacijskem merilu.
4. Način fotografije za registracijo napolnjenih delcev temelji na
A. Shock ionization. B. Razdeli molekule, ki se gibljejo napolnjen delček.
V. Izobraževanje Steam v pregreti tekočini. KONDENCIZACIJA PRENOSNIH HLAPO.
D. Izbira energije z delcem
5. Napolnjeni delček povzroča videz tekoče pare mehurčkov
A. Schechik Geiger. B. Kamene Wilson V. Photohemulsia.
G. Števec Szintilacije. D. Bubble Commoth
6. Kaj je napolnjeno s kamero Bubble
A.Ada voda ali alkohol. B. Plin, običajno argon. B. Kemični reagenti.
G. Segrejemo skoraj do vrenja s tekočim vodikom ali propanom.
7
. Posoda z radioaktivno snovjo je nameščena
magnetno polje, ki ima za posledico paket
radioaktivno sevanje zavira tri
komponente (glej sliko). Komponenta (3)
ustrezajo
A. Gamma-Sevanje B. Alpha Sevanje
B. Beta sevanje
8. Beta - sevanje - To je
A.POTOK Pozitivni delci B.Potok Negativni delci B. Potok nevtralnih delcev
9. Kaj je alfa sevanje?
A. Stream Kinder Helium B. Proton tok v .. Electron Flow
G. Elektromagnetni valovi Velika frekvenca
10. Kaj je gama - sevanje?
A. Stream Kinder Helium B. Proton tok v .. Electron Flow
G. Elektromagnetni valovi velike frekvence
11. Ko je β-razpadanje jedra ...
A. Naprave v jedru drugega kemičnega elementa, ki je na eni celici naprej
od začetka mize MendelEV
B. PreLims do jedra drugega kemičnega elementa, ki je v dveh celicah bližje
začetek mize MendelEV
Vorthoye jedro istega elementa z isto masivno številko
Vzpostaviti jedro istega elementa z množično številko, zmanjšano za eno
12 Katera od treh vrst sevanja ima največjo sposobnost prodora?
A. Gamma-Sevanje B. Alpha Sevanje Beta-Sevanje
13. Jedro, ki je kemični element proizvod enega alfa razpada
in dve beta razpada jedra tega elementa 214 90 Th.?
14. in namesto tega naj bi bil elementX.?
Vse lekcije fizike 11
Akademska raven
2. semester.
Atomska in jedrska fizika
Lekcija 11/88.
Predmet. Metode registracije ionizirajoče sevanje
Namen lekcije: Spoznajte študente sodobne metode Odkrivanje in raziskave napolnjenih delcev.
Vrsta lekcije: Lekcija, ki študira nov material.
Učni načrt
Nadzor znanja |
1. Razpolovna doba. 2. Pravo radioaktivnega razpada. 3. Sporočanje razpolovnega časa z intenzivnostjo radioaktivnega sevanja. |
|
Demonstracije |
2. Opazovanje skladb delcev v komori Wilson. 3. Fotografije poti napolnjenih delcev v mehurčki. |
|
Preučevanje novega gradiva |
1. Struktura in načelo delovanja metra Geigerja Muller. 2. Ionizacijska komora. 3. Wilsonova komora. 4. Bubble kamera. 5. Metoda debele plasti fotografije. |
|
Potrditev preučevanega materiala |
1. Kvalitativna vprašanja. 2. Učenje reševanja problemov. |
Preučevanje novega gradiva
Vse sodobne registracije jedrski delci Emisije se lahko razdelijo na dve skupini:
a) Računske metode, ki temeljijo na uporabi instrumentov, upoštevajo število delcev enega ali drugega tipa;
b) Metode poti, ki omogočajo delcem, da ponovno ustvarijo. Števec Geiger Muller je eden najpomembnejših naprav za avtomatski račun delcev. Dejanje števec temelji na šoku ionizacije. Napolnjeni delci letijo v plinu, izvleče elektrone iz atomov in ustvarja pozitivne ione in brezplačne elektrone. Električno polje med anodo in katodo pospešuje elektrone na energija, pod katero se začne ionizacija. Števec Geiger Muller se uporablja predvsem za registracijo elektronov in γ-sevanja.
Takšna kamera vam omogoča merjenje odmerka ionizirajočega sevanja. To je običajno cilindrični kondenzator, med ploščami, od katerih se nahaja plin. Med ploščami se nanese visoko napetost. V odsotnosti ionizirajočega sevanja, je tok praktično odsoten, in v primeru obsevanja plina, prosti napolnjeni delci (elektroni in ioni) se pojavijo v njej in šibke tokovne tokove. Ta šibki tok je okrepljen in izmerjen. Trdnost toka označuje ionizirajoči učinek sevanja (γ-kvanta).
Veliko večjih možnosti za preučevanje mikroroka daje 1912. Wilson kamera. V tej dvorani hitro napolnjeno delec pušča sled, ki jo lahko opazimo neposredno ali fotografirate.
Wilson komorna akcija temelji na kondenzaciji pripisane pare na ioni, da tvorijo vodne kapljice. Ti ioni ustvarjajo premik napolnjenega delca vzdolž njegove poti. Kapljice tvorijo vidno pot delcev, ki je letela - proga.
Informacije, ki sledijo, dajejo v komori Wilson, je veliko bolj popolnejše od tega števca. Ob dolžini steze je mogoče določiti energijo delcev, in s številom kapljic na dolžino enote poti ocenjuje njeno hitrost.
Ruski fiziki P. L. Kapitsa in D. V. Skobeltsin je predlagal, da se Wilson kamero postavlja v homogeno magnetno polje. Magnetno polje deluje na napolnjenem premikanju delcev z določeno silo. Ta sila zavija pot delcev, ne da bi spremenila modula njegove hitrosti. Za proge se lahko določi razmerje med polnjenjem delca do mase.
Običajno sledi delcev v komori Wilson ne opazujejo, ampak tudi fotografirate.
leta 1952 je ameriški znanstvenik D. Glaser predlagal uporabo pregreti tekočine za zaznavanje sledilnih poti. V tej tekočini na ionih, ki se oblikujejo med gibanjem hitrega napolnjenega delca, obstajajo hlapi mehurčki, ki dajejo vidno pot. Kamere te vrste so se imenovali mehurčki.
Prednost mehurčka pred komoro Wilson je posledica večje gostote delovne snovi. Priložnosti delcev so dovolj kratki, delci pa so v komori "zaljubljeni". To vam omogoča, da opazujete vrsto zaporedne pretvorbe delcev in reakcijo, ki jo določi.
Sklope v komori Wilson in mehurček so eden glavnih virov informacij o vedenju in lastnostih delcev.
Najpogostejša metoda registracije delcev in sevanja je foto-emulzija. Temelji na dejstvu, da se napolnjen delci, ki se gibljejo v fotoemulzijo, uniči molekule srebrnega bromida v zrnju, skozi katere je minila. Med manifesti v kristalu je obnovljena kovinska srebra in veriga srebrnih zrn tvori sled za delce. Dolžina in debelina proge lahko ocenite energijo in maso delcev.
Vprašanje študentom med predstavitvijo novega materiala
Prva raven
1. Ali je mogoče snemanje brezbarvnih delcev s kamero Wilson?
2. Kakšne prednosti imajo mehurček v primerjavi z Wilsonovo kamero?
Druga raven
1. Zakaj se alfa delci ne registrirajo s pultom Gamer-Muller?
2. Katere značilnosti delcev se lahko določijo z uporabo Wilsona kamere, nameščene v magnetnem polju?
Potrditev preučevanega materiala
1. Kako lahko določite naravo Wilsona, ki je letel v komori, energijo, hitrost?
2. Kakšen je namen Wilsona kamere včasih izgorela plast svinca?
3. Kjer je dolžina proste poti strani: na površini zemlje ali v zgornje plasti Atmosfera?
1. Slika prikazuje sledi delcev, ki se gibljejo v homogenem magnetni polju z magnetno indukcijo 100 MTL, ki je neposredno pravokotna na ravnino vzorca. Razdalja med mrežastimi linijami na sliki je 1 cm. Kakšna je hitrost delcev?
2. Slika, prikazana na sliki, dobimo v komori Wilson, napolnjenega z vodno paro. Kateri delci bi lahko leteli skozi Wilsonovo kamero? Arrow prikazuje smer začetne hitrosti delcev.
2. SAT: № 17,49; 17.77; 17.78; 17,79; 17.80.
3. D: Pripravite se na neodvisno delo № 14.
Naloge iz samostojne delovne številke 14 "Atomsko jedro. Jedrska energija. Radioaktivnost "
Radijev - Radium Radia 226 88 Ra
In število protonov v jedru se je zmanjšalo za 1.
Jedro je bilo oblikovano z atomsko številko 90.
Jedro je bilo oblikovano z masovno številko 224.
Jedro je oblikovalo atom drugega kemičnega elementa.
Če želite registrirati nabitične delce, se uporablja Wilsonova kamera.
In Wilsonova kamera vam omogoča, da določite samo število delcev, ki letijo.
S pomočjo Wilsonove kamere lahko registrirate nevtrone.
V nakladnem delcu, ki je letel skozi Wilsonovo komoro, povzroči pregret tekočine.
M. Če je Wilsonova kamera postavil v magnetno polje, lahko definirate znak napolnjenosti delcev, ki letijo.
Naloga 3 je namenjena vzpostavitvi korespondence (logični par). Za vsako vrstico, označeno s črko, izberite odobritev, ki jo navaja številka.
Proton.
Nitron.
V izotopih.
G alfa delcle.
1 nevtralni delček, ki ga tvori en proton in en nevtron.
2 Pozitivno napolnjen delček, ki ga tvorita dva protona in dva nevtrona. Enako jedro atoma helija
3 delci, ki nimajo električne obremenitve in ima maso 1,67 · 10-27 kg.
4 Delci s pozitivnim nabojem so enaki modulu za polnjenje elektronov in maso 1,67 · 10-27 kg.
5 jeder z enakimi električnimi naboji, vendar različnih mas.
Kateri izotop se oblikuje iz urana 23992 u po dveh β-razpadih in enega pasu? Zapišite reakcijsko enačbo.
Sprva se boste seznanili z napravami, zahvaljujoč kateremu se je fizika atomskega jedra in osnovnih delcev nastala in se je začela razvijati. To so naprave za registracijo in študij trčenja in medsebojne transformacije jeder in osnovnih delcev. To so potrebne informacije o dogodkih na mikrometer. Načelo delovanja naprav za registracijo osnovnih delcev. Vsaka naprava, ki registrira elementarne delce ali premikajoče atomsko jedro, podobno kot napolnjeno puško z drobilnikom. Majhna prizadevanja, ko pritisnete na sprožilno puško povzroči učinek, ki ni primerljiv z naporom porabljenega, posnetka. Naprava za registracijo je bolj ali manj zapleten makroskopski sistem, ki je lahko v nestabilnem stanju. Z majhno motnjo, ki jo povzroča leteči delček, se začne postopek prehoda sistema na novo, bolj stabilno stanje. Ta postopek vam omogoča, da registrirate delce. Trenutno se uporabljajo številne različne metode registracije delcev. Glede na namen poskusa in pogojev, v katerih se izvede, se uporabljajo nekatere naprave za registracijo, ki se razlikujejo med seboj z glavnimi značilnostmi. GAIGRA merilnik izpusanja plina. Geiger Merilnik je ena najpomembnejših naprav za avtomatsko štetje delcev. Merilnik (Sl. 253) je sestavljen iz steklene cevi, prevlečene iz notranjosti s kovinsko plastjo (katodo), in tanek kovinski navoj, ki se izvaja vzdolž osi cevi (anode). Cev je napolnjena s plinom, ponavadi argun. Dejanje števec temelji na šoku ionizacije. Napolnjen delci (elektron, a-delci itd.), Plugtering v plinu, solze elektronov iz atomov in ustvarja pozitivne ione in brezplačne elektrone. Električno polje med anodo in katodo (visoko napetost je na voljo), pospešuje elektrone na energijo, pod katerimi se začne ionizacija udarca. Avalanche ionov se pojavi, trenutni po vsej trebuhu močno povečuje. V tem primeru se na nosilnem uporu R, ki je na voljo na napravo za registracijo, se oblikuje napetostni impulz. Da bi se števec za registracijo naslednjega dela, ki je padel v to, je treba izplačilo plazov izplačati. To se zgodi samodejno. Ker se pojavi takrat trenutni impulz, je padec napetosti na nosilnem uporu R je velik, napetost med anodo in katodo je močno zmanjšana - toliko, da se izcedek ustavi. Števec Heiger se uporablja predvsem za registracijo elektronov in Y-Quanta (visokoenergetske fotone). Vendar pa neposredno y-kvanti zaradi majhnih ionizirajočih sposobnosti niso registrirani. Za njihovo zaznavanje je notranja stena cevi prekrita z materialom, iz katerega so elektroni iztrebljeni. Merilnik registrira skoraj vse elektrone, ki vstopajo; Kar zadeva Y-Quanta, se registrira približno eno y-kvant od sto. Registracija težkih delcev (na primer, a-ur-titz) je težko, saj je težko narediti jasno fino okno izdelek v meter za te delce. Trenutno je števca, ki delujejo na drugih načelih, kot so geger števec ustvarjeni. Vilson kamera. Števci lahko registrirajo samo dejstvo, da se delci prehajajo skozi njih in popravijo nekatere njegove značilnosti. V zbornici Wilsona, ki je bil ustvarjen leta 1912, hiter napolnjen delček pušča sled, ki jo lahko opazimo neposredno ali fotografirano. Ta naprava se lahko imenuje okno v mikrometer, t.j. Svet osnovnih delcev in sistemov, ki jih sestavljajo. Wilson komorna akcija temelji na kondenzaciji nazaročenih parov na ioni, da oblikujejo vodne kapljice. Ti ioni ustvarjajo premik napolnjenega delca vzdolž njegove poti. Wilsonova komora je hermetično zaprta posoda, napolnjena z vodo ali alkoholnimi pari, ki se približa nasičenosti (Sl. 254). Z ostrim znižanjem bata, ki ga povzroča zmanjšanje tlaka pod njo, para v komori adiabatsko razširi. Kot rezultat, hlajenje, in pari postane ponarejena. To je nestabilno stanje para: para je enostavno kondenzirana. Kondenziralni centri so ioni, ki se oblikujejo v delovnem prostoru delcev zbornice. Če delček prodre v komoro tik pred ekspanzijo ali takoj po njem, se vodne kapljice pojavijo na njegovi poti. Te kapljice tvorijo vidno pot letečega delca - steza (sl. 255). Potem se kamera vrne v prvotno stanje in ione odstranimo z električnim poljem. Odvisno od velikosti fotoaparata, čas obnovitve delovnega načina se giblje od nekaj sekund do deset minut. Informacije, ki sledijo v komori Wilson, so bistveno bogatejše od tistih, ki jih lahko dajo števci. Ob dolžini steze je mogoče določiti energijo delcev, in s številom kapljic na dolžino enote poti - ocenjuje njeno hitrost. Daljša pot delcev, večja njegova energija. In večje kapljice vode, ki so nastale na dolžino enote proge, manjša njegova hitrost. Delci z velikim nabojem pustite sled večje debeline. Sovjetski fiziki P. L. Kapitsa in D. V. Skobelzyn je ponudil Wilson kamero v homogeno magnetno polje. Magnetno polje deluje na premikanju napolnjenega delca z določeno silo (Lorentz sila). Ta sila zavija pot delcev, ne da bi spremenila modula njegove hitrosti. Trasa ima največjo ukrivljenost, večjo polnjenje in manjša masa. Glede na ukrivljenost proge se lahko določi razmerje med polnjenjem delca do njene mase. Če je znana ena od teh količin, lahko izračunate drugo. Na primer, z polnjenjem delcev in ukrivljenosti njegove steze, izračunajte maso. Mehurček kamera. Leta 1952 je bil ameriški znanstvenik D. GLE-ZEROM pozvan, naj uporabi pregreto tekočino za odkrivanje sledi delcev. V takšni tekočini na ionih, ki se oblikujejo pri premikanju hitrega napolnjenega delca, se pojavijo parni mehurčki, ki dajejo vidno pot. Zbornice te vrste so imenovale mehurček. V začetnem stanju je tekočina v komori pod visokim tlakom, ki ga varuje iz vrelišča, kljub dejstvu, da je temperatura tekočine nad vreliščem pri atmosferskem tlaku. Z ostrim zmanjšanjem tlaka se tekočina izkaže, da je pregreta in za kratek čas bo v nestabilnem stanju. Napolnjene delce, ki letijo prav v tem času, povzročajo videz skladb, ki so sestavljeni iz pare mehurčkov (sl. 256). Tekočina se uporablja predvsem tekočega vodika in propana. Trajanje delovnega cikla mehurčke komore je majhno - približno 0,1 s. Prednost mehurčka pred komoro Wilson je posledica večje gostote delovne snovi. Delni deli zaradi tega so dovolj kratki, delci pa so v komori obtičali še večje energije. To vam omogoča, da opazujete vrsto zaporednih transformacij delcev in reakcijo, ki jo povzroča. Sklope v komori Wilson in mehurček so eden glavnih virov informacij o vedenju in lastnostih delcev. Opazovanje sledovih elementarnih delcev povzroča močan vtis, ustvarja občutek neposrednega stika z mikromirjem. Metoda debelih plastnih fotografij. Za registracijo delcev, skupaj z Wilson kamerami in mehurčki kamere, se uporabljajo debeline fotografske fotografije. Ionizacijski učinek hitrih napolnjenih delcev do emulzije fotoflastije dovoljeno francoski fiziki A. Beckerel, da se odpre leta 1896 radioaktivnosti. Metoda emulzije fotografij so razvili sovjetski fiziki L. V. WE-OVSKY, A. P. ZHDANOV in drugi. Fotoemulsi vsebuje veliko število mikroskopskih kristalov srebrnega bromida. Hitro napolnjen delček, piling kristalinične, solze elektronov iz posameznih brominov atomov. Veriga takih kristalov je skrita slika. Ko se manifestiranje v teh kristalih, se obnavlja kovinsko srebro in veriga srebrnih zrn tvori sled za delce (sl. 257). Dolžina in debelina proge lahko ocenite energijo in maso delcev. Zaradi visoke gostote fotografskih poti so skladbe dobljene zelo kratke (približno 1 (G3 cm za a-oddajajo delce radioaktivni elementi), toda ko jih fotografirate, se lahko povečajo. Prednost fotografij je, da je čas izpostavljenosti lahko večji. To vam omogoča, da se registrirate redkih pojavov. Pomembno je, da zaradi velike zavorne sposobnosti fotografskih plošč, število opazovanih zanimivih reakcij med delci in jeder poveča. Mi smo povedali daleč od vseh naprav, ki registrirajo osnovne delce. Sodobne naprave za odkrivanje redko se pojavljajo in zelo dobro živejši delci so zelo zapleteni. Na stotine ljudi sodeluje pri njihovi gradnji. E 1- Ali je mogoče registrirati nezaračunane delce z uporabo Wilsonove kamere! 2. Kakšne prednosti imajo mehurček v primerjavi z Wilsonovo kamero!
Wilsonova komora je detektor sledenja elementarnih napolnjenih delcev, v katerih steza (pot) delci tvorijo verigo majhnih kapljic tekočine vzdolž poti njenega gibanja. C. Wilson leta 1912 (Nobelova nagrada 1927). V Wilson komori (glej sliko 7.2), stele napolnjenih delcev postanejo vidni zaradi kondenzacije nazadnje pare na plinskih ionih, ki jih tvori napolnjen delček. Kapljice tekočin se oblikujejo na ioni, ki rastejo do velikosti zadostnega opazovanja (10 -3-10-4 cm) in fotografiranje z dobro razsvetljavo. Prostorska ločljivost komore Wilsona je običajno 0,3 mm. Delovni medij je najpogosteje mešanica vodne pare in alkohola pod tlakom 0,1-2 atmosfera (vodna para, kondenzirana predvsem na negativnih ionov, alkoholnih parov - na pozitivne). Overtraturacije se doseže s hitrim zmanjšanjem tlaka zaradi širjenja delovnega prostora. Čas občutljivosti fotoaparata, v katerem ostaja nanamerna, zadostuje za kondenzacijo na ionih, in samo volumen je sprejemljiv prozorna (ne preobremenjena kapljice, vključno z ozadjem), se spremeni iz stotin sekunde na nekaj sekund. Po tem je potrebno čistiti delovno komoro in obnoviti njeno občutljivost. Tako Wilsonova kamera deluje v cikličnem načinu. Čas polnega cikla > 1 min.
Možnosti zbornice Wilson se znatno povečajo, ko ga postavimo v magnetno polje. S predvidenim magnetno polje Trakrija napolnjenega delca določa znak svoje naboja in impulz. S pomočjo Wilsona kamere leta 1932 je K. Anderson odkril Positron v vesoljskih žarkih.
Pomemben napredek, podeljen leta 1948 Nobelove nagrade (P. Barket), je bila ustvarjanje upravljane Wilson kamere. Posebni števci Izberite dogodke, ki jih je treba registrirati z Wilsonovo komoro, in "Zaženite" komoro, da bi upoštevali takšne dogodke. Učinkovitost Wilson kamere, ki deluje v tem načinu, se večkrat poveča. "Ravnanje" Wilsonove komore je razloženo z dejstvom, da je mogoče zagotoviti zelo visoko stopnjo širitve okolja plina in fotoaparat ima čas, da se odzove na sprožilni signal zunanjih števcev.
Metode registracije in detektorji delcev
§ kalorimetrično (glede na ekstrahirano energijo)
§ Fotoemulzija
§ Bubbles in Spark Kamere
§ detektorji scintilacije
§ detektorji polprevodnikov
Danes se zdi skoraj neverjetno, koliko odkritij v fiziki atomskega jedra so bile izdelane naravni viri Radioaktivno sevanje z energijo je le nekaj MEV in najpreprostejše detekcijske naprave. Odprto atomsko jedro, njegova velikost je bila pridobljena, prva opazovana jedrska reakcija, pojav radioaktivnosti, nevtrona in protona, je predviden obstoj nevtrina itd. Glavni detektor delcev za dolgo časa je bila plošča s plastjo žvepla cinka. Delci so bili registrirani s očesom v žveplu Zink svetlobnih utripov. Cherenkov sevanje je prvič opazil vizualno. Prva mehurčasto komora, v kateri je Glezero opazila skladbe skladb, je bila velikosti s prijem. Vir delcev visokih energij takrat so bili kozmični žarki - delci, ki so nastali v svetovnem prostoru. V vesoljskih žarkih so prvi opazili nove elementarne delce. 1932 - Positron (K. Anderson) Odprla, 1937 - MUOON odprta (K. Anderson, S. Nedermeyer), 1947 - Odprto -Ezon (Powel), 1947 - čudni delci so bile najdene (J. Rochester, K. Butler).
Sčasoma so eksperimentalne naprave postale bolj zapletene. Tehnika pospeševanja in odkrivanja delcev, je razvila jedrska elektronika. Uspehi fizike jedra in elementarnih delcev se vedno bolj določajo na teh področjih. Nobelova nagrada Fizika se pogosto podeljuje za delo na področju tehnike fizičnega eksperimenta.
Detektorji služijo kot za registracijo dejstva prisotnosti delcev in določitev njegove energije in impulza, pot gibanja delcev in drugih. Značilnosti. Za registracijo delcev detektorji pogosto uporabljajo detektorji, ki so najbolj občutljivi na registracijo določenega delca in ne čutijo velikega ozadja, ki ga ustvarijo drugi delci.
Običajno je v eksperimentih na fiziki jedra in delcev, je treba poudariti "potrebne" dogodke na ogromnem ozadju "nepotrebnih" dogodkov, eden od milijard je lahko. Za to, različne kombinacije števcev in metode registracije uporablja sheme naključja ali anti-truss med dogodki, ki so registrirani z različnimi detektorji, izbor amplitude dogodkov in oblike signalov itd. Ločevanje delcev se pogosto uporablja za svoj čas razpona določene razdalje med detektorji, magnetno analizo in drugimi metodami, ki zanesljivo omogočajo poudarjanje različnih delcev.
Registracija nabitih delcev temelji na ionizacijskem pojavu ali vzbujanju atomov, ki jih povzročajo v snovi detektorja. To temelji na delu takih detektorjev kot Wilsonova komora, mehurček kamere, kamera Spark, fotoemulsi, plinsko scintilacijo in polprevodniški detektorji. Neodvisni delci (-q, nevtroni, nevtrini) se zaznajo s sekundarnimi nabitnimi delci, ki izhajajo iz njihove interakcije s snovjo detektorja.
Detektor ne zabeleži neposredno nevtrina. Izvajajo določeno energijo in impulzo. Pomanjkanje energije in impulza se lahko odkrije z uporabo zakonodaje ohranjanja energije in impulza do drugih delcev, registriranih kot posledica reakcije.
Hitri delci so registrirani z njihovimi raztegljivimi izdelki. Velika uporaba najdene detektorje, ki omogočajo neposredno opazovanje poti delcev. Torej s pomočjo Wilson kamere, je bil positron, Muon in-serenes odprt v magnetnem polju, s pomočjo mehurčke komore - veliko čudnih delcev, nevtrini dogodki so bili posneli z iskrno komoro itd.
1. Geiger Meter.. Števec Geiger je praviloma cilindrična katoda, vzdolž osi, ki se raztegne z žico - anoda. Sistem je napolnjen z mešanico plinov.
Ko gremo skozi števec, napolnjen delček ionizira plin. Nastale elektrone, ki se gibljejo v pozitivno elektrodo - niti, ki padejo v območje močne električno polje, pospeši in nato ionizuinske plinske molekule, ki vodi do karione Corona. Amplituda signala doseže več voltov in je lahko registrirana. Geiger Counter registrira dejstvo prehoda delcev skozi pult, vendar ne omogoča energiji delcev.
2. Proporcionalni števec. Proporcionalni meter ima enako zasnovo kot števec Geiger. Vendar pa zaradi izbora napajalne napetosti in sestave mešanice plinov v sorazmernem merilu, korona razrešnica ne pride do plina ionizacije plina. V skladu z delovanjem električnega polja, ustvarjenega v bližini pozitivne elektrode, primarni delci proizvajajo sekundarno ionizacijo in ustvarjajo električne plazove, kar vodi do povečanja primarne ionizacije delcev, ki jih letite skozi merilnik 10 3 - 10-krat. Proporcionalni števec vam omogoča, da registrirate energijo delcev.
3. Ionizacijska komora. Tako kot se mešanica plina uporablja v števcu Geigerja in proporcionalnega merilnika v ionizacijski komori. Vendar pa je v primerjavi s sorazmernim merilnikom, napajalna napetost v ionizacijski komori manj in povečanje ionizacije v njem ne pojavi. Glede na zahteve eksperimenta se merjenje delcev delcev delcev uporablja samo elektronska komponenta trenutnega impulza ali elektronske in ionske.
4. Detektor polprevodnika. Naprava za detektor polprevodnika, ki je običajno izdelana iz silicija ali Nemčije, podobna ionizacijski komornici. Vloga plina v polprevodniškem detektorju predvaja zagotovo občutljivo območje, v katerem v normalnem stanju ni brezplačnih prevoznikov. Po udarcu na to območje se napolnjen delček povzroča ionizacijo, v prevodnem območju, se pojavijo elektroni in v valenčnem območju - luknje. Pod delovanjem elektrod napetosti, pritrjene na površino občutljivega območja, se pojavi elektron in luknje, se tvorjen pulz. Naboj na trenutni impulz nosi informacije o številu elektronov in lukenj in, v skladu s tem, energijo, ki jo je napolnjen delček izgubil v občutljivi regiji. In če je delček popolnoma izgubil energijo na občutljivem območju, injiciranje trenutnega impulza prejema informacije o energiji delcev. Detektorji polprevodnikov imajo visoko energetsko ločljivost.
Število niona ionskih parov v številu polprevodnikov je določeno z ionsko formulo \u003d E / W,
kjer je e. kinetična energija Delci, W - energija, ki je potrebna za oblikovanje enega para ionov. Za germanski in silicijev W ~ 3-4 EV in enaka energije, ki je potrebna za prehod elektrona iz valence v prevodne cone. Majhna vrednost w določa visoka ločljivost Polprevodniški detektorji, v primerjavi z drugimi detektorji, v katerih se primarna energija delcev porabi za ionizacijo (ion \u003e\u003e w).
5. Wilson kamera. Načelo delovanja Wilsonove komore temelji na kondenzaciji zakasnjene pare in nastajanja vidnih kapljic tekočine na ionih vzdolž sleda, ki leti skozi komoro napolnjenega delca. Če želite ustvariti pari vzmetenja, je prišlo do hitre adiabatne širitve plina z mehanskim batom. Po fotografiranju je plin v komori spet stisnjen, kapljice na ionih uparimo. Električno polje v komori služi za »čisto« zbornice iz ionov, ki so nastale na prejšnji plinski ionizaciji
6. Bubble kamera. Načelo delovanja temelji na vretju pregreto tekočine na poti napolnjenega delca. Bubblena komora je plovilo, napolnjeno s pregledno pregreto tekočino. S hitrim zmanjšanjem tlaka se vzpolujejo veriga pare mehurčkov, ki se oblikuje vzdolž tira ionizirajočega delca, ki ga osvetljeni z zunanjim virom in se fotografirajo. Po fotografiranju Tlak poti v povišanju komore se plinski mehurčki zrušijo, kamera pa je pripravljena za ponovno delo. Tekoči vodik se uporablja kot delovno tekočino v komori hkrati, ki služi ciljnemu cilju za preučevanje interakcije delcev s protonami.
Wilsonova komora in mehurčasto komora imata veliko prednost, ki je neposredno opazovati vse napolnjene delce, ki so nastale v vsaki reakcijski Zakon. Za določitev vrste delcev in njegovega impulza kamere Wilson in mehurčkov se postavijo v magnetno polje. Komora Bubble ima večjo gostoto snovi detektorja v primerjavi z Wilsonovo komoro, zato so vtičnice napolnjenih delcev v celoti zaključene v prostornini detektorja. Dekodiranje fotografij iz mehurčkov komore predstavlja ločen težaven problem.
7. jedrske emulzije. Podobno, kot se zgodi v običajni fotografiji, se napolnjen delček krši na strukturi poti kristalna mreža Galoidna srebrna zrna, ki jih je sposobna manifestacije. Jedrska emulzija je edinstveno orodje za registracijo redkih dogodkov. Stage jedrskih emulzij vam omogočajo, da registrirate delce zelo velikih energij. S svojo pomočjo je mogoče določiti koordinate skladbe napolnjenega delca s točnostjo ~ 1 Micron. Jedrske emulzije se pogosto uporabljajo za registracijo kozmičnih delcev na sodnih sondah in vesoljskem plovilu.
8. Spark kamera. Spark komora je sestavljena iz več ploščatih vrzeli v eni prostornini. Po opravljenem polnjenem delcu skozi komoro Spark je na njegovih elektrodah na voljo kratek visokonapetostni impulz. Posledica tega je, da je vidna kanal iskra oblikovana po progi. Spark komora, ki je nameščena v magnetno polje, ne omogoča le zaznavanja smeri gibanja delcev, temveč tudi za kričanje poti za določitev vrste delcev in njegovega impulza. Dimenzije elektrod isker kamere lahko dosežejo več metrov.
9. Strizimmerna kamera. To je analog iskrene komore, z veliko razdaljo interelektrode ~ 0,5 m. Trajanje visokonapetostnega odvajanja vrzeli v iskrah je ~ 10 -8 s. Zato se oblikuje razčlenitev iskre, vendar ločene kratke žareče svetlobne kanale - stumimers. V strimmerni komori je mogoče zabeležiti več nabitih delcev.
10. Proporcionalna kamera. Proportana kamera ima običajno ravno ali cilindrično obliko, v nekem smislu pa je analog večjednega sorazmernega števec. Visokonapetostne žične elektrode so ločene med seboj na razdalji nekaj mm. Napolnjene delce, ki potekajo skozi sistem elektrod, ustvarite trenutni impulz s trajanjem ~ 10 -7 str. Z registracijo teh impulzov iz posameznih žic je mogoče obnoviti trajektorijo delcev z natančnostjo več mikronov. Resolucija sorazmerne komore je več mikrosekund. Energetska ločljivost sorazmerne komore ~ \u200b\u200b5-10%.
11. Drift senat. To je analog proporcionalne komore, ki omogoča še večjo natančnost, da obnovitev poti delcev.
Spark, Strimmer, Proporcionalna in Drift Komora, ki ima veliko prednosti mehurčkov komore, vam omogoča, da jih zaženete iz zanimivega dogodka, ki jih uporabljate na naključju z detektorji scintilacije.
12. Detektor scintilacije. Detektor scintilacije uporablja last nekaterih snovi, ki sijajo, ko se napolnjen delček prenaša. Light Quanta, ki nastane v scintilatorju, se nato posname s fotomulterjem. Uporablja se kot kristalinični scintilatorji, kot so Nai, BU, BU in Plastic in Liquid. Kristalni scintilatorji se uporabljajo predvsem za registracijo gama Quanta in rentgensko sevanje, plastike in tekočine - za registracijo nevtronov in časovnih meritev. Velike količine scintilatorjev vam omogočajo, da ustvarite detektorje zelo visoke učinkovitosti, za registracijo delcev z majhnim prerezom interakcije s snovjo.
13. Kalorimetri. Kalorimetri so izmenične plasti snovi, v katerih se hranijo visoke energetske delce (običajno plasti železa in svinca) in detektorjev, ki uporabljajo iskre in sorazmerne komore ali plasti scintilatorjev. Ionizirajočega delca Visoka energija (E\u003e 1010 EV), ki poteka skozi kalorimeter, ustvarja velika številka Sekundarni delci, ki, ki delujejo s kalorimetro snov, v zameno ustvarite sekundarne delce - tvorijo dež delcev v smeri primarnega delca. Merjenje ionizacije v iskri ali proporcionalne komore ali svetlobni donos scantlers, lahko določite energijo in vrsto delcev.
14. Števec Chreenkov.Delo števec Chreekov temelji na registraciji sevanja Cerenkova - Vavilov, ki se pojavi, ko se delci gibljejo v mediju v hitrosti V Preteži hitrost razmnoževanja svetlobe v mediju (V\u003e C / N) . Svetloba ChERENKOV sevanja je usmerjena naprej pod kotom v smeri gibanja delcev.
Svetlo sevanje se zabeleži z uporabo fotomultipljivosti. Z uporabo števec Chreekov lahko določite hitrost delcev in izberete delce pri hitrostih.
Največji detektor vode, v katerem delci odkrijejo Chenkovo \u200b\u200bsevanje, je detektor Supercandel (Japonska). Detektor ima cilindrično obliko. Premer delovnega prostornina detektorja je 39,3 m., Višina 41,4 m. Masa detektorja je 50 kvatonov, volumen delovanja za registracijo solarnega nevtrina 22 katon. Detektor SuperCandel ima 11.000 fotomokultipliers, ki si ogledajo ~ 40% površine detektorja.