İlköğretim parçacıklarının gözlem ve tescili yöntemleri. Gamma olan şarj edilmiş parçacıkların kaydı - radyasyon

11 cl.

1 seçenek

1. Gamer tezgahının eylemi dayanır

A. Molekülleri, B. Sadan İyonizasyonun hareketli bir yüklü parçacık tarafından bölünmesi.

B. Enerji bölünür. Superliced \u200b\u200bsıvısında paragraf oluşumu.

D. aşırı dayanımlı buharların yapılması.

2. Kayıt cihazı temel parçacıklarkimin eylemine dayanıyor

Üstün ısıtılmış sıvıda buhar kabarcıklarının oluşumu denir

A. Tolsto-katman fotoemulsiya. B.Schechik Geiger. B. Fotoğraf makinesi.

G. Vilson kamera. D.Pubirls.

3. Radyoaktif emisyonları incelemek için Wilson Odası kullanılır. Eylemi, hızlı şarj edilmiş bir parçacıktan geçtiğinde olduğu gerçeğine dayanmaktadır:
A.V. Gaza, sıvı damlalarının izi görünüyor; B. Gazda bir elektrik akımı darbesi görünür;
B. Plaka, bu parçacıkların bir izinin gizli bir görüntüsünü oluşturur;

G.V. Sıvı, ışık yanıp sönüyor.

4. Kalın katmanlı foto tezülsiyonu tarafından oluşturulan bir parça nedir?

Bir su damlacıkları zinciri B. zincir kabarcıklar buhar

V.Lavina Elektron G. Zincir Gümüş Tahıllar

5. Wilson kamera kayıtsız parçacıkları kaydedebilir mi?

A.Co, eğer küçük bir kütleye sahiplerse (elektron)

B. Küçük bir dürtü varsa, yapabilirsiniz.

V. Chuan, eğer büyük bir kitleye sahiplerse (nötronlar)

G, eğer büyük bir dürtü varsa D. değil

6. Wilson'un kamerasıyla dolu olan şey

A.ada su veya alkol. B.gaz, genellikle argon. V. Şarj Reaktifleri

G. Neredeyse sıvı hidrojen veya propan ile kaynatılacak şekilde ısıtılır

7. Radyoaktivite ...

Çekirdekleri kendiliğinden partikülleri yayar, başkalarının çekirdeğine dönüşür

kimyasal elementler

B. Çekirdekilerin parçacıkları yayması, diğer kimyasalların çekirdeğine dönüşme yeteneği

elementler

Güvenli çekirdekler kendiliğinden parçacıklar yayar

Şehir parçacıkları yayma yeteneği

8. Alfa - radyasyon - bu

9. Gama - Radyasyon - bu

A.Potok pozitif parçacıklar B.Potok negatif parçacıklar B. Nötr parçacıkların akışı

10. Beta - radyasyon nedir?

11. α-çürüme çekirdeği ile ...

A. Başka birinin çekirdeğinde ifade kimyasal elementhangi iki hücrede daha yakın

mendeleev tablosunun başlangıcı

B. Bir hücrede daha fazla olan başka bir kimyasal elemanın çekirdeğinde önyargılar

mendeleev tablosunun başlangıcından itibaren

Konuk, aynı elemanın çekirdeği iyice azaltılmış bir kitle numarası ile olacaktır.

12. Radyoaktif emisyon dedektörü, 1 mm'den büyük bir duvar kalınlığı olan kapalı bir karton kutuya yerleştirilir. Hangi radyasyona kayıt olabilir?

13. URANIUM-238'den sonra nelerdir?α - ve ikiβ - Çürüme?

14. X yerine hangi eleman olmalı?

204 79 AU X + 0 -1 E

11 cl.

Test "İlköğretim parçacıklarını kaydetme yöntemleri. Radyoaktivite ".

Seçenek 2.

1. Eylemi dayanan ilköğretim parçacıklarını kaydetmek için cihaz

sürpriz bir çiftin yoğunlaşması

A.Fhotocamera B. Kamer Wilson V. Tolstoslavy Fotoemulsia

Schefer Geiger D. Kabarcık Kamera

2. Hızlı şarjın geçişinin bulunduğu nükleer radyasyon tescili için nebiz

parçacıklar, bir gazda sıvı damla sızmasına neden olur,

A. STEAGER Counter B. Vilson Kamera V. Tolstoyloyna Fotoemulsiya

G. Bubble Camera D. Escran, Kükürt çinko ile kaplı

3. Nükleer emisyonların kaydolması için aşağıdaki cihazlardan hangisinde

hızlı şarj edilmiş bir partikülün geçişi, elektrikli nabızın görünümüne neden olur.

gazdaki akım?

A.VON Meter Geiger B.V. Vilson V. Fotoemülsiya'da

G. bir parıldayan metrede.

4. Şarj edilmiş parçacıkların kaydedilmesinin fotoemülsiyon yöntemi dayanmaktadır.

A. Şok iyonlaşması. B. Yüklü parçacık hareket eden molekülleri bölme.

V. Superliced \u200b\u200bSıvıda Eğitim Buhar. Aşırı dayanımlı buharların kordesi.

D. Bir parçacık tarafından enerji seçimi

5. Şarj edilen parçacık, bir sıvı buhar kabarcıklarının görünümüne neden olur.

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

G. Szintillation sayacı. D. Kabarcık Odası

6. Bir baloncuk kamerasıyla dolu olan şey

A.ada su veya alkol. B. Gaz, genellikle argon. B. Kimyasal reaktifler.

G. Neredeyse kaynamaya sıvı hidrojen veya propan ile ısıtılır.

7. Radyoaktif maddeye sahip konteyner yerleştirilir

manyetik alan, bir paket ile sonuçlanan

radyoaktif radyasyon üç çürür

bileşenler (bkz. Şekil). Bileşen (3)

karşılık vermek

A. Gamma-Radyasyon B. Alfa Radyasyonu

B. Beta Radyasyonu

8. Beta - Radyasyon - bu

A.Potok pozitif parçacıklar B.Potok negatif parçacıklar B. Nötr parçacıkların akışı

9. Alfa radyasyonu nedir?

A. Stream Kinder Helyum B. Proton Akışı .. Elektron Akışı

G. Elektromanyetik dalgalar Büyük frekans

10. Gama - radyasyon nedir?

A. Stream Kinder Helyum B. Proton Akışı .. Elektron Akışı

G. Büyük frekansın elektromanyetik dalgaları

11. Çekirdeğin β-çürüğü ...

A. Başka bir kimyasal elemanın çekirdeğindeki yanlışlar, bir hücrede daha fazla

mendeleev tablosunun başlangıcından itibaren

B. İki hücrede daha yakın olan başka bir kimyasal elemanın çekirdeğine girer.

mendeleev tablosunun başlangıcı

Aynı masif sayı ile aynı unsurun çekirdeği vorthoye

Aynı elemanın çekirdeğini, bir tarafından azaltılmış bir kitle numarası ile oluşturun.

12 Üç radyasyon türünden hangisi en büyük nüfuz edici yeteneğe sahiptir?

A. Gamma-Radyasyon B. Alfa Radyasyonu Beta-Radyasyon

13. Kimyasal elementin bir alfa çürüğünün ürünü olan çekirdek

ve bu elemanın çekirdeğinin iki beta bozulması 214 90 Th.?

14. ve eleman yerine durmalıdırX.?

Tüm fizik dersleri 11. sınıf
Akademik seviye

2. Dönem

Atomik ve nükleer fizik

Ders 11/88.

Konu. Kayıt Yöntemleri İyonlaştırıcı radyasyon

Dersin amacı: öğrencileri tanımak modern yöntemler Yüklü parçacıkların tespiti ve araştırması.

Dersin Türü: Yeni bir malzeme okuyan ders.

Ders planı

Bilgi kontrolü		1. Yarı ömür. 2. Radyoaktif bozunma yasası. 3. Radyoaktif radyasyonun yoğunluğu ile yarı ömrünün iletilmesi.
Gösteriler		2. Wilson odasındaki parçacıkların izlerinin gözlenmesi. 3. Kabarcık odasında şarj edilmiş parçacıkların izleri fotoğrafları.
Yeni bir malzeme okumak		1. Geiger Muller sayacının yapısı ve prensibi. 2. İyonlaşma odası. 3. Wilson Odası. 4. Kabarcık kamera. 5. Kalın katmanlı fotoemülsiya yöntemi.
Çalışılan malzemeyi sabitleme		1. Nitel sorular. 2. Sorunları çözmeyi öğrenmek.

Yeni bir malzeme okumak

Tüm modern kayıt nükleer parçacıklar Ve emisyonlar iki gruba ayrılabilir:

a) Aletlerin kullanımına dayanan hesaplamalı yöntemler, bir veya başka bir türün partikül sayısını göz önünde bulundurur;

b) Parçacıkların yeniden yaratılmasını sağlayan yöntemler. Geiger Muller sayacı, otomatik parçacık hesabı için en önemli cihazlardan biridir. Tezgahın hareketi şok iyonlaşmasına dayanır. Şarj edilen parçacık bir gazda uçar, elektronları atomlardan çıkarır ve pozitif iyonlar ve serbest elektronlar yaratır. Anot ve katod arasındaki elektrik alanı elektronları iyonlaşmanın başladığı enerjilere hızlandırır. Geiger Muller sayacı, esas olarak elektronlar ve γ-radyasyonu kaydetmek için kullanılır.

Böyle bir kamera, iyonlaştırıcı radyasyon dozunu ölçmenizi sağlar. Bu genellikle gazın bulunduğu plakalar arasında genellikle silindirik bir kapasitördür. Plakalar arasında yüksek bir voltaj uygulanır. İyonize radyasyon yokluğunda, akım pratik olarak yoktur ve gazın ışınımı olması durumunda, ücretsiz şarj edilmiş parçacıklar (elektronlar ve iyonlar) içinde görünür ve zayıf akım akışları görünür. Bu zayıf akım, geliştirilmiş ve ölçülür. Akımın gücü, radyasyonun iyonlaştırıcı etkisini (γ-qualta) karakterize eder.

Microworld'u incelemek için çok daha büyük fırsatlar 1912. Wilson kamera verir. Bu odada, hızlı şarj edilmiş bir parçacık, doğrudan gözlenebilecek bir iz bırakır veya fotoğraf çekmektedir.

Wilson Oda hareketi, su damlacıkları oluşturmak için iyonlar üzerindeki bir buharın yoğuşmasına dayanır. Bu iyonlar, yörüngesi boyunca hareketli bir yüklü parçacık yaratır. Damlacıklar, partikülün görünür bir izini oluşturur.

Wilson odasında izlerin verdiği bilgiler, bu sayaçların verebileceğinden çok daha doluydu. Pistin uzunluğunda, partikülün enerjisini belirlemek mümkündür ve parçanın birim uzunluğu başına damlacık sayısı ile hızını tahmin eder.

Rus fizikçileri P. L. Kapitsa ve D. V. Skobeltsin, Wilson kamerasını homojen bir manyetik alana yerleştirmeyi önerdi. Manyetik alan, belirli bir kuvvetle yüklü bir hareketli parçacık üzerinde hareket eder. Bu kuvvet, hızının modülünü değiştirmeden partikülün yörüngesine katlanır. PARÇA CURVINE için, partikülün yükünün kütlesine oranı belirlenebilir.

Tipik olarak, Wilson odasındaki parçacık izleri sadece gözlemlemekle kalmaz, aynı zamanda fotoğraf çeker.

1952'de Amerikan bilimcisi D. Glaser, partikül parçalarını tespit etmek için aşırı ısıtılmış sıvı kullanmayı önerdi. Hızlı şarj edilmiş partikülün hareketi sırasında oluşan iyonlarda bu sıvıda, görünür bir parça veren buhar kabarcıkları vardır. Bu tür kameralar kabarcıklar denildi.

Wilson odasının önündeki kabarcık haznesinin avantajı, çalışma maddesinin daha fazla yoğunluğundan kaynaklanır. Parçacıkların fırsatları yeterince kısa ve parçacıklar bile büyük enerjiler bile odada "sıkışmış". Bu, partikülün bir dizi sıralı dönüşümünü ve bunun tarafından belirlenen reaksiyonu gözlemlemenizi sağlar.

Wilson odasındaki parçalar ve kabarcık haznesi, parçacıkların davranışları ve özellikleri hakkında ana bilgi kaynaklarından biridir.

En ucuz parçacıkların ve radyasyonun kaydedilmesi yöntemi bir fotoğraf emülsiyonudur. Fotoemülsiyonda hareket eden yüklü parçacıkların, geçtiği tahıllarda gümüş bromür moleküllerini yok etmesi gerçeğine dayanmaktadır. Kristallerdeki tezahürler sırasında, metalik bir gümüş restore edilir ve gümüş tanelerin zinciri bir parçacık izi oluşturur. Parçanın uzunluğu ve kalınlığı, partikülün enerjisini ve kütlesini tahmin edebilirsiniz.

Yeni bir maddenin sunumu sırasında öğrencilere soru

İlk seviye

1. Wilson kamerasını kullanarak yüksüz parçacıkları kaydetmek mümkün müdür?

2. Wilson'un kamerasına kıyasla bubble odası hangi avantajlara sahip?

İkinci seviye

1. Neden alfa parçacıkları Gamer-Muller sayacı ile kaydolmaz?

2. Parçacıkların özellikleri, manyetik bir alana yerleştirilmiş bir Wilson kamera kullanılarak belirlenebilir mi?

Çalışılan malzemeyi sabitleme

1. Wilson'un doğasını, odada uçan doğasını, enerjisini, hızını nasıl belirleyebilirsiniz?

2. Wilson kameranın amacı bazen bir kurşun katmanı yanıyor?

3. Sayfanın serbest yolunun uzunluğu her yerde: Dünyanın yüzeyinde veya içinde Üst katmanlar Atmosfer?

1. Şekil, bir homojen manyetik alanda hareket eden partikül izini, düzlemin düzlemine doğrudan dik olacak. Şekildeki ızgara çizgileri arasındaki mesafe 1 cm'dir. Parçacık hızı nedir?

2. Şekilde gösterilen resim, su buharı ile doldurulmuş Wilson odasında elde edilir. Hangi parçacık Wilson kamerasıyla uçabilir? Ok, partikülün ilk hızının yönünü gösterir.

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

3. D: hazırlanın bağımsız iş № 14.

Bağımsız işten gelen görevler 14 "Atomik çekirdek. Nükleer güç. Radyoaktivite "

Radyum - Radyum Radia 226 88 RA

Ve çekirdeğindeki proton sayısı 1 tarafından azaldı.

Çekirdek, atom sayısı 90 ile oluşturuldu.

Çekirdek, 224 numaralı bir kütle ile oluşturulmuştur.

Çekirdek, başka bir kimyasal elemanın atomunu oluşturdu.

Yüklü parçacıkları kaydetmek için Wilson kamera kullanılır.

Wilson'un kamerası, sadece uçan parçacık sayısını belirlemenizi sağlar.

Wilson kamerasının yardımıyla, nötronları kaydedebilirsiniz.

Yüklü parçacıkta, Wilson odasından geçer, kaynatın aşırı ısınmış bir sıvıya neden olur.

M. Wilson kamerasını manyetik bir alana yerleştiren, uçan parçacıkların sorumluluğunun işaretini tanımlayabilirsiniz.

Görev 3, bir yazışma kurmayı amaçlar (mantıksal çifti). Mektup tarafından gösterilen her satıra, numara ile gösterilen onayını seçin.

Bir proton.

Nitron.

İzotoplarda.

G alfa parçacık.

Bir proton ve bir nötron tarafından oluşturulan 1 nötr partikül.

2 İki proton ve iki nötron tarafından oluşturulan pozitif yüklü bir parçacık. Helyum atomunun çekirdeği ile aynı

Elektrik yükü olmayan ve 1.67 · 10-27 kg'lık bir kütleye sahip 3 parçacık.

Pozitif şarjlı 4 parçacık, elektron şarj modülüne ve 1.67 · 10-27 kg'lık bir kütleye eşittir.

Aynı elektrik yüküne sahip 5 taneli, ancak farklı kitlelerden.

İki β-bozulduktan sonra ve bir belden sonra Uranyum 23992 U'dan izotop nedir? Reaksiyon denklemini yazın.

Başlangıçta, atom çekirdeğinin fiziğinin ve ilköğretim parçacıklarının fiziğinin ortaya çıktığı ve gelişmeye başladığı cihazlarla tanışacaksınız. Bunlar, çarpışmaların ve incelenme ve nüklei ve ilköğretim parçacıklarının karşılıklı dönüşümlerini kaydetme ve inceleme cihazlarıdır. Mikrometre'deki olaylar hakkında gerekli bilgileri verenlerdir. İlköğretim parçacıklarının tescili için cihazların çalışma prensibi. Bir kırıcı olan şarj edilmiş bir tüfekle benzer ilköğretim parçacıklarını veya hareketli atom çekirdeğini kaydeden herhangi bir cihaz. Tetik tüfeğinde basıldığında küçük bir çaba, harcanan çabayla karşılaştırılamayan bir etkiye neden olur. Bir kayıt cihazı, dengesiz bir durumda olabilecek az ya da çok karmaşık bir makroskopik sistemdir. Uçan partikülün neden olduğu küçük bir bozulma ile, sistemi yeni, daha istikrarlı bir duruma geçme süreci başlar. Bu işlem bir parçacık kaydetmenizi sağlar. Halen, birçok farklı parçacık tescili yöntemleri kullanılır. Deneyin amacına ve yapıldığı koşullar, belirli kayıt cihazları kullanılır, birbirinden ana özellikler tarafından farklılık gösterir. Gaigra gaz boşaltma ölçer. Geiger Meter, otomatik parçacık sayımı için en önemli cihazlardan biridir. Metre (Şek. 253), içten bir metal tabaka (katot) ve tüpün (anot) ekseni boyunca çalışan ince bir metal iplikten oluşan bir cam tüpten oluşur. Tüp, genellikle argon, gazla doldurulur. Tezgahın hareketi şok iyonlaşmasına dayanır. Yüklü partikül (elektron, a-partikül vb.), Gazla çırpınan, elektronları atomlardan geçirir ve pozitif iyonlar ve serbest elektronlar yaratır. Anot ve katot (yüksek voltaj olarak verilir) arasındaki elektrik alanı, elektronları, etkinin başladığı enerjilere hızlandırır. İyonların bir çığ ortaya çıkar ve tezgahın karşısındaki akım keskin bir şekilde artmaktadır. Bu durumda, kayıt cihazına verilen yük direncinde bir voltaj darbesi oluşturulur. Sayacın, içine düşen bir sonraki parçayı kaydetmesinin için, çığ akıntısı ödenmesi gerekir. Bu otomatik olarak olur. Mevcut darbe zamanın olduğu zaman, yük direncinde voltaj düşüşü büyüktür, anot ve katod arasındaki voltajın keskin bir şekilde azaltılmasıdır - deşarj durur. Heiger sayacı, esas olarak elektronlar ve Y-Quanta (yüksek enerji fotonları) kaydetmek için kullanılır. Bununla birlikte, küçük iyonlaştırıcı yeteneklerinden dolayı doğrudan Y-Quanta kayıtlı değildir. Bunları tespit etmek için, tüpün iç duvarı elektronların çalındığı bir malzeme ile kaplanır. Sayaç, neredeyse tüm elektronları giren tüm elektronları kaydeder; Y-Quanta için olduğu gibi, yaklaşık bir y-kuantumu yüzünden kaydeder. Ağır parçacıkların (örneğin, bir saat-titz) kaydolması zordur, çünkü bu parçacıklar için sayaçta net bir şekilde ince bir pencere ürünü yapmak zordur. Şu anda, diğer ilkelerde çalışan sayaçlar, Geiger Counter'dan daha yaratılmıştır. Vilson kamera. Sayaçlar, parçacıkların onlardan geçip bazı özelliklerini çözebilmesi gerçeğini kaydedebilir. 1912'de oluşturulan Wilson odasında, hızlı şarj edilmiş bir parçacık doğrudan gözlenebilecek veya fotoğraflanabilecek bir iz bırakır. Bu cihaz pencereye mikrometreye, yani, I.E. temel parçacıkların dünyası ve bunlardan oluşan sistemler. Wilson Oda hareketi, su damlacıkları oluşturmak için iyonlardaki aşırı dayanımlı buharın yoğunlaşmasına dayanır. Bu iyonlar, yörüngesi boyunca hareketli bir yüklü parçacık yaratır. Wilson Odası, doygunluğa yakın su veya alkol çiftleri ile doldurulmuş hermetik olarak kapalı bir kaptır (Şek. 254). Pistonun keskin bir şekilde düşmesi ile altındaki basınçtaki bir düşüşün neden olduğu, odadaki buhar adiabatik olarak genişler. Sonuç olarak, soğutma ve çiftler aşırı beste olur. Bu kararsız bir çift durumdur: Buhar kolayca yoğunlaştırılır. Yoğuşma merkezleri, oda uçan partikülün çalışma alanında oluşan iyonlardır. Parçacık genişletmeden hemen önce veya hemen sonra odaya nüfuz ederse, su damlacıkları yolunda görünür. Bu damlacıklar, uçan partikülün görünür bir izini oluşturur - ray (Şekil 255). Ardından, kamera orijinal durumuna geri döner ve iyonlar elektrik alanı tarafından kaldırılır. Kameranın boyutuna bağlı olarak, çalışma modunun iyileşme süresi birkaç saniye arasındadır. Wilson odasında izlenen bilgiler, sayaçların verebileceklerinden önemli ölçüde zengindir. Parçanın uzunluğunda, partikül enerjisini ve parçanın birim uzunluğu başına damlacıkların sayısına göre, hızını tahmin etmek mümkündür. Parçacık yolu ne kadar uzun olursa, enerjisi o kadar büyük olur. Ve rayın birim uzunluğu başına oluşan suyun damlacıkları ne kadar yüksek olursa, o kadar azdır. Büyük bir şarjlı parçacıklar daha büyük kalınlıkta iz bırakın. Sovyet fizikçileri P. L. Kapitsa ve D. V. Skobelzyn, Wilson kamerasını homojen bir manyetik alanda koymayı teklif etti. Manyetik alan, belirli bir kuvvetle (Lorentz kuvveti) hareketli bir yüklü parçacık üzerinde hareket eder. Bu kuvvet, hızının modülünü değiştirmeden partikülün yörüngesine katlanır. Parça en büyük eğriliğe, daha fazla parçacık şarjı ve kütleden daha küçüktür. Pistin eğriliğine göre, partikülün yükünün kütlesine oranı belirlenebilir. Bu miktarlardan biri biliniyorsa, diğerini hesaplayabilirsiniz. Örneğin, parçacıkları ve izinin eğriliğini şarj ederek, kütleyi hesaplayın. Kabarcık kamera. 1952'de, Amerikan bilimcisi D. GLE-Zerom, partikül parçalarını tespit etmek için aşırı ısıtılmış sıvı kullanması istendi. Hızlı şarj edilmiş bir parçacık hareket ettirirken oluşan iyonlar üzerindeki bu tür bir sıvıda, buhar kabarcıkları görünür bir parça verir. Bu tür odaların kabarcığı denildi. İlk durumda, odadaki sıvı, akışkanın sıcaklığının, atmosferik basınçta kaynama noktasının üzerinde olmasına rağmen, kaynamadan koruyan yüksek basınç altındadır. Basınçta keskin bir düşüşle, sıvı süpürmek için dışarı çıkıyor ve kısa bir süre için dengesiz bir durumda olacaktır. Şu anda tam olarak uçan yüklü parçacıklar, buhar kabarcıklarından oluşan parçaların ortaya çıkmasına neden olur (Şek. 256). Sıvı esas olarak sıvı hidrojen ve propan kullanılır. Kabarcık odasının çalışma döngüsünün süresi küçüktür - yaklaşık 0.1 s. Wilson odasının önündeki kabarcık haznesinin avantajı, çalışma maddesinin daha fazla yoğunluğundan kaynaklanır. Parçacık çalışır, bu nedenle yeterince kısa ve partiküller daha büyük enerjiler bile odaya sıkışır. Bu, partikülün bir dizi sıralı dönüşümünü ve bunun neden olduğu reaksiyonu gözlemlemenizi sağlar. Wilson odasındaki parçalar ve kabarcık haznesi, parçacıkların davranışları ve özellikleri hakkında ana bilgi kaynaklarından biridir. İlköğretim parçacıklarının izlerinin gözlenmesi, güçlü bir izlenim üretir, mikromir ile doğrudan temas hissi yaratır. Kalın katman fotolarının yöntemi. Parçacıkları kaydetmek için, Wilson kameralar ve kabarcık kameralarla birlikte kalın katmanlı fotolarlar kullanılır. Hızlı şarj parçacıklarının fotoflasticinin emülsiyonuna iyonlaştırıcı etkisi, Fransız fiziğinin A. Beckerel'in 1896 radyoaktivitesinde açılmasını sağladı. Fotoğraf emülsiyon yöntemi, Sovyet Fizikçiler L. V. We-Ovsky, A. P. Zhdanov ve diğerleri tarafından geliştirilmiştir. Fotoemullar, çok sayıda mikroskobik gümüş bromid kristal içerir. Hızlı şarjlı partikül, soyulması kristalize, elektronları bireysel brom atomlarından geçirir. Bu tür kristallerin zinciri gizli bir görüntü oluşturur. Bu kristallerde tezahür ederken, metalik bir gümüş restore edilir ve bir gümüş tanecik zinciri bir parçacık izi oluşturur (şek.) 257). Parçanın uzunluğu ve kalınlığı, partikülün enerjisini ve kütlesini tahmin edebilirsiniz. Yüksek foto tezlerinin yüksek yoğunluğu nedeniyle, raylar çok kısa (yaklaşık 1 (yayılan parçacıklar için G3 cm) elde edilir. radyoaktif elemanlar), ama onları fotoğraflarken arttırılabilir. Fotoemülsiyonların avantajı, maruz kalma süresinin büyükten fazla olabileceğidir. Bu kayıt yaptırmanıza izin verir nadir fenomen. FotoMults'un büyük frenleme kabiliyeti sayesinde, parçacıklar ve çekirdek arasındaki gözlenen ilginç reaksiyonların sayısı artması önemlidir. İlköğretim parçacıklarını kaydeden tüm cihazlardan uzakta söyledik. Nadiren karşılaşılan ve çok iyi yaşadığı parçacıkları tespit etmek için modern cihazlar çok karmaşıktır. Yüzlerce insan kendi yapımlarında yer alıyor. E 1- Wilson'un kamerasını kullanarak yüklenmemiş parçacıkları kaydetmek mümkün müdür! 2. Wilson'un kamerasına kıyasla bir balon odasının ne avantajları var!

Wilson Odası, parça (iz) partiküllerinin, hareketinin yörüngesi boyunca sıvının küçük damlacıkları zincirini oluşturduğu ilköğretim yüklü parçacıkların bir parça detektörüdür. C. Wilson 1912'de (Nobel Ödülü 1927). Wilson odasında (bkz. Şekil 7.2), yüklü parçacıkların izleri, şarj edilen partikül tarafından oluşturulan gaz iyonları üzerindeki aşırı tabakalı buharın yoğuşması nedeniyle görünür hale gelir. Sıvı damlaları, yeterli gözlem boyutuna (10 -3 -10 -4 cm) büyüyen ve iyi aydınlatma ile fotoğraf çeken iyonlarda oluşur. Wilson odasının mekansal çözünürlüğü genellikle 0,3 mm'dir. Çalışma ortamı, genellikle basınç altında 0.1-2 atmosfer altında bir su buharı ve alkol karışımıdır (ağırlıklı olarak negatif iyonlar, alkol çiftleri - pozitif olarak). Kazanma, çalışma hacminin genişlemesi nedeniyle hızlı bir basınç düşüşüyle \u200b\u200belde edilir. Kesintinin iyonlardaki yoğuşma için yeterli kaldığı ve hacmin kendisinin kabul edilebilir olduğu (arka plan da dahil olmak üzere aşırı yüklenmiş damlacıklar), yüzlerce bir saniye ila birkaç saniyeye kadar değişen kameranın duyarlılık zamanı. Bundan sonra, çalışma odasını temizlemek ve duyarlılığını geri yüklemek gerekir. Böylece Wilson'un kamera döngüsel modda çalışıyor. Tam döngü süresi genellikle > 1 dakika.

Wilson odasının olasılıkları, manyetik bir alana yerleştirirken önemli ölçüde artmaktadır. Zamanlanmış manyetik alan Şarj edilmiş parçacıkların yörüngesi, şarj ve dürtüsünün işaretini belirler. 1932'de Wilson kamerasının yardımı ile K. Anderson, uzay ışınlarındaki pozitronu keşfetti.

Nobel Ödülü'nü (P. Barketet) 1948'de verilen önemli bir gelişme, yönetilen bir Wilson kamerasının yaratılmasıydı. Özel Sayaçlar, Wilson Odası'na kayıtlı olan olayları seçin ve objeyi yalnızca bu tür olayları gözlemlemek için "çalıştırın". Wilson kameranın etkinliği, bu modda çalışan, birçok kez artar. Wilson odalarının "kullanımı", çok yüksek bir gaz ortamı genişleme oranı sağlanmasının mümkün olduğu ve kameranın dış sayaçların tetikleyici sinyaline cevap vermesi için zamana sahip olması gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Kayıt ve Parçacık Dedektörleri Yöntemleri

§ Kalorimetrik (çıkarılan enerjiye göre)

§ fotoemülsiyon

§ Kabarcıklar ve Spark Kameraları

§ Sinintilasyon dedektörleri

§ Yarı İletken Dedektörler

Bugün neredeyse iddia edilemez görünüyor, atom çekirdeğinin fiziğinde kaç tane keşif kullanıldı? doğal Kaynaklar Enerjili radyoaktif radyasyon sadece birkaç MEV ve en basit tespit cihazlarıdır. Atom çekirdeği açıldı, öncelikle gözlemlenen boyutu elde edildi. nükleer reaksiyon, radyoaktivite, nötron ve proton fenomeni, nötrino, vb. Varlığının bulunduğu tespit edilir. Uzun süre ana parçacık dedektörü, kükürt çinko tabakası olan bir plaka idi. Parçacıklar, ışığın sülfür zinkindeki göze kaydedildi. Cherenkov radyasyonu ilk olarak görsel olarak gözlendi. Gley'in izlerin izlerini gözlemlediği ilk balon odası, yüksük ile büyüklüğündeydi. O zamanlar yüksek enerjilerin parçacıklarının kaynağı, kozmik ışınlardı - küresel alanda oluşan parçacıklar. Uzay ışınlarında, yeni ilköğretim parçacıkları ilk olarak gözlemlendi. 1932 - Positron (K. Anderson) açıldı, 1937 - Muon açıldı (K. Anderson, S. Nedermeyer), 1947 - Açılan -Ezon (Powel), 1947 - Garip parçacıklar bulundu (J. Rochester, K. Butler).

Zamanla, deneysel kurulumlar daha karmaşık hale geldi. Hızlanma ve partiküllerin tespiti tekniği, nükleer elektronik geliştirildi. Çekirdeğin fiziğindeki başarılar ve temel parçacıklar bu alanlarda ilerleme yoluyla artan bir şekilde belirlenir. Nobel Ödülü Fizik genellikle fiziksel deney tekniği alanında iş için verilir.

Dedektörler, bir parçacık varlığının gerçeğinin tescili ve enerjisini ve dürtüsünü, partikülün ve diğerlerinin hareketinin yörüngesini belirlemek için hizmet vermektedir. Özellikler. Parçacıkları kaydetmek için, dedektörler genellikle belirli bir parçacıkların kaydına en duyarlı olan dedektörleri kullanır ve diğer parçacıklar tarafından yaratılan büyük bir arka plan hissetmeyin.

Genellikle, çekirdeğin ve parçacıkların fiziğindeki deneylerde, "gereksiz" olayların dev bir arka planındaki "gerekli" olayları, milyardan biri olabilir. Bunun için, çeşitli sayaçların ve kayıt yöntemlerinin çeşitli kombinasyonları, çeşitli dedektörler, genlik olaylarının seçimi ve sinyal formu, vb. Parçacıkların ayrılması, genellikle dedektörler, manyetik analizler ve çeşitli parçacıkları vurgulamak için güvenilir bir şekilde vurgulamaya izin veren diğer yöntemler arasında belirli bir mesafenin zaman aralıkları için kullanılır.

Şarj edilmiş parçacıkların kaydı, ionizasyon fenomenine veya dedektörün özünde bulundukları atomların uyarılmasına dayanır. Bu, bu tür dedektörlerin bir Wilson odası, bir baloncuk kamerası, kıvılcım kamerası, fotoemülsiya, gaz sintilasyonu ve yarı iletken detektörleri olarak çalışmalarına dayanmaktadır. Bükümsüz partiküller (-qvants, nötronlar, nötrinolar), dedektörün maddesi ile etkileşimlerinden kaynaklanan ikincil yüklü parçacıklar ile tespit edilir.

Nötrinolar doğrudan dedektör tarafından kaydedilmez. Bazı enerji ve dürtü yaparlar. Enerji ve dürtü sıkıntısı, enerjinin korunumu yasası ve reaksiyonun bir sonucu olarak kayıtlı diğer parçacıklara nabız uygulanarak tespit edilebilir.

Hızlı parçacıklar, parçalanmış ürünler tarafından tescil edilmiştir. Büyük kullanım dedektörleri bulunan, doğrudan parçacıkların yörüngelerini gözlemlemesine izin verir. Bu nedenle, bir Wilson kameranın yardımıyla, manyetik alanda bir positron, muon ve mevsim açıldı, bir kabarcık odasının yardımı ile - birçok garip partikül, nötrin olayları bir kıvılcım odası kullanılarak kaydedildi.

1. Geiger Metre. Geerger sayacı, bir kural olarak, tel anot tarafından gerilmiş eksen boyunca bir silindirik katod, bir silindirik katoddur. Sistem bir gaz karışımı ile doldurulur.

Sayaçtan geçerken, şarj edilen parçacık gaz iyonize eder. Ortaya çıkan elektronlar pozitif elektrota hareket ediyor - güçlü bölgeye düşen dişler elektrik alanı, hızlanır ve bir korona boşalmasına yol açan Ionizuine Gaz Molekülleri'nde. Sinyalin genliği birkaç voltaja ulaşır ve kolayca kaydedilir. Geiger sayacı, partikülün sayacın içinden geçişinin gerçeğini kaydeder, ancak parçacık enerjisine izin vermez.

2. Orantılı sayaç. Oransal metre, Geiger sayacı ile aynı tasarıma sahiptir. Bununla birlikte, besleme voltajı ve gaz karışımının bileşiminin seçimi nedeniyle, orantılı bir ölçüm cihazında, gazın gaz iyonizasyonu ile bir korona boşalması meydana gelmez. Pozitif elektrodun yakınında oluşturulan elektrik alanının etkisi altında, birincil partiküller ikincil iyonizasyon üretir ve elektrik çığları oluşturur; bu, partikülün birincil iyonizasyonunda, bir metre 10 3 - 10 kat boyunca uçurarak yayılan bir artışa yol açar. Orantılı sayaç, partikül enerjisini kaydetmenizi sağlar.

3. İyonlaşma odası. Gaz karışımı, geiger sayacı ve iyonizasyon odasında orantılı sayaçta kullanıldığından. Bununla birlikte, orantılı bir ölçüm cihazı ile karşılaştırıldığında, iyonizasyon odasındaki besleme voltajı daha azdır ve bunun içindeki iyonizasyonun artması. Deneyin gereksinimlerine bağlı olarak, parçacıkların partikül ölçümü, mevcut darbe veya elektronik ve iyonik'in yalnızca elektronik bileşenini kullanır.

4. Yarı İletken Dedektörü. Genellikle iyonizasyon odası cihazına benzer şekilde silikon veya Almanya'dan yapılmış olan yarı iletken dedektör cihazı. Yarı iletken dedektöründeki gazın rolü, normal durumda ücretsiz bir şarj taşıyıcısı olmadığı kesinlikle yaratılmış bir hassas alanı çalıyor. Bu alana isabet ettikten sonra, şarj edilen parçacık, sırasıyla, iletim bölgesinde, elektronlar görünür ve değerlik bölgesi deliklerinde ortaya çıkar. Hassas bölgenin yüzeyine tutturulmuş voltajın elektrotlarının etkisiyle, elektron ve delikler görünür, akım darbesi oluşur. Mevcut dürtüsün şarjı, elektronların ve deliklerin sayısı ve buna göre, şarj edilen parçacıkların hassas bölgede kaybolduğu enerji hakkında bilgi taşır. Ve eğer partikül hassas alanda enerji tamamen kaybettiyse, akım darbesini enjekte etmek, partikül enerjisi hakkında bilgi alırlar. Yarı iletken dedektörleri yüksek enerji çözünürlüğüne sahiptir.

Yarı iletken sayacıdaki niyon iyon çiftlerinin sayısı iyon formülü \u003d E / W ile belirlenir,

e kinetik enerji Parçacıklar, W - Bir çift iyonun oluşumu için gereken enerji. Germanyum ve silikon için W ~ 3-4 EV ve bir elektronun değerlik bölgesinden iletim bölgesine geçiş için gerekli enerjiye eşittir. Küçük değer w belirler yüksek çözünürlük Yarı iletken dedektörleri, birincil parçacık enerjisinin iyonlaştırma (EION \u003e\u003e W) için harcandığı diğer dedektörlerle karşılaştırıldığında.

5. Wilson kamera. Wilson odasının çalışma prensibi, gecikmiş buharın yoğuşmasına ve yüklü parçacık haznesinden uçan iz boyunca iyonlar üzerindeki sıvının görünür damlacıklarının oluşumuna dayanır. Bir süspansiyon çifti oluşturmak için, mekanik bir piston kullanılarak, gazın hızlı bir adiabatik genişlemesi oluşur. Pisti fotoğraf çektikten sonra, haznedeki gaz tekrar sıkıştırılır, iyonlardaki damlacıklar buharlaşır. Odadaki elektrik alanı, odaları önceki gaz iyonlaşmasına göre oluşan iyonlardan "temizlemeye" hizmet eder.

6. Kabarcık kamera. Çalışma prensibi, yüklü partikülün izi boyunca aşırı ısıtılmış sıvının kaynaşmasına dayanır. Bir kabarcık odası, şeffaf bir aşırı ısınmış sıvıyla dolu bir kaptır. Basınçta hızlı bir azalma ile, harici bir kaynakla aydınlatılan ve fotoğraflandı olan iyonize partikül pisti boyunca bir buhar kabarcık zinciri oluşturulmuştur. Oda yükselişindeki iz basıncını fotoğraf çektikten sonra, gaz kabarcıkları çöktü ve kamera tekrar çalışmaya hazır. Bir sıvı hidrojen, haznede aynı anda bir hidrojen hedefine sahip bir hidrojen hedefine sahip bir hidrojen hedefine sunulması için bir sıvı hidrojen kullanılır.

Wilson Oda ve Kabarcık Odası, her reaksiyondaki tüm yüklü parçacıkları doğrudan gözlemlemek için çok büyük bir avantaja sahiptir. Parçacık tipini belirlemek ve Wilson odası ve kabarcık kameralarının nabzı manyetik bir alana yerleştirilir. Kabarcık odası, dedektörün maddenin bir yoğunluğuna sahip Wilson odasına kıyasla, bu nedenle yüklü parçacıkların soketleri dedektörün hacminde tamamen sonuçlandırılmıştır. Fotoğrafları kabarcık odalarından kod çözme ayrı bir zahmetli problem sunar.

7. Nükleer emülsiyonlar. Benzer şekilde, normal bir fotoğrafta olduğu gibi, şarj edilmiş bir parçacık yol yapısı boyunca ihlal ediyor kristal kafes Galoid gümüş taneleri, tezahür edebileceklerini yapabiliyor. Nükleer emülsiyon, nadir olayların tescili için benzersiz bir araçtır. Nükleer emülsiyonların yığınları, çok büyük enerjilerin parçacıklarını kaydetmenize izin verir. Yardımlarıyla, yüklü parçacıkların izinin koordinatlarını ~ 1 mikron doğruluğu ile belirlemek mümkündür. Nükleer emülsiyonlar, kase-problar ve uzay aracının üzerine kozmik parçacıkları kaydetmek için yaygın olarak kullanılır.

8. Kıvılcım kamerası. Kıvılcım odası, bir hacimde birleştirilen birkaç düz kıvılcım boşluklarından oluşur. Yüklü parçacıkları kıvılcım haznesinden geçirdikten sonra, elektrotlarına kısa bir yüksek voltaj voltaj darbesi servis edilir. Sonuç olarak, görünür kıvılcım kanalı iz boyunca oluşturulur. Manyetik alanın içine yerleştirilen kıvılcım odası, yalnızca partikülün hareket yönünü tespit etmeyi, aynı zamanda parçacık tipini ve dürtüsünü belirlemek için yörüngeyi eğmek için de sağlar. Spark kameraların elektrotlarının boyutları birkaç metreye ulaşabilir.

9. Strizimmer kamera. Bu, kıvılcım odasının bir analogudur, geniş bir ara hücreli mesafe ~ 0.5 m. Kıvılcım boşluklarının yüksek voltaj boşalması süresi ~ 10 -8 s'dir. Bu nedenle, bir kıvılcım bozulması oluşturulur, ancak ayrı kısa parlayan ışık kanalları - kaplar. Strimmer odasında, birkaç şarj edilmiş parçacık kaydedilebilir.

10. Orantılı kamera. Oransal kamera genellikle düz veya silindirik bir şekle sahiptir ve bir anlamda çok elektrot orantılı sayacın analogudur. Yüksek voltajlı tel elektrotları birbirinden birkaç mm mesafeden ayrılır. Yükselen parçacıklar, elektrot sisteminden geçen, ~ 10 -7 p süresine sahip bir akım nabzı oluşturun. Bu darbeleri bireysel tellerden kaydederek, parçacık yörüngesini birkaç mikron hassasiyetle geri yüklemek mümkündür. Orantılı odanın çözünürlüğü birkaç mikrosaniyedir. Oransal bir odanın enerji çözünürlüğü ~% 5-10.

11. Sürüklenme odası. Bu, partiküllerin yörüngesini geri yüklemek için daha fazla hassasiyete sahip olan orantılı bir odanın analogudur.

Kabarcık odalarının birçok avantajına sahip kıvılcım, kıvılcım, orantılı ve sürüklenme odası, onları sintilasyon dedektörleri ile tesadüflerinde kullanarak onları ilginç bir olaydan çalıştırmanıza izin verir.

12. Sinintilasyon dedektörü. Sinilasyon dedektörü, şarj edilen parçacık geçtiğinde bazı maddelerin parıldığını kullanır. Sinintilatörde oluşan ışık quanta daha sonra fotomültipler kullanılarak kaydedilir. NAI, BGO ve plastik ve sıvı gibi kristalin sintilatörler olarak kullanılır. Kristal sintilatörler çoğunlukla, nötron ve zaman ölçümlerini kaydetmek için GAMMA QUANTA ve X-ışını radyasyonu, plastik ve sıvıyı kaydetmek için kullanılır. Büyük hacimler sintilatörler, çok yüksek verimlilik dedektörleri oluşturmanıza izin verir, partikülleri madde ile etkileşimin küçük bir kesiti ile kaydetmek için.

13. Kalorimetreler. Kalorimetreler, yüksek enerjili parçacıkların (genellikle demir ve kurşun katmanları) ve scintilatörlerin kıvılcım ve orantılı odalarını veya katmanlarını kullanan dedektörlerin tutulduğu bir maddenin alternatif katmanlarıdır. İyonlaştırıcı parçacık Kalorimetreden geçen yüksek enerji (E\u003e 1010 EV), yaratır büyük sayı Kalorimetre maddesiyle etkileşime giren ikincil parçacıklar, sırayla ikincil partiküller oluşturun - partikül yağmuru birincil parçacık yönünde oluşturur. İyonizasyonun kıvılcım veya orantılı odalarda ölçülmesi veya sklanıkların aydınlık verimi, enerji ve partikül türünü belirleyebilirsiniz.

14. Cherenkov sayacı.Cherenkov sayacının çalışmaları, partikül ortamda ortamdaki ışık yayılımının hızını aştığında, partikül ortamda bir hızda hareket ettiğinde meydana gelen Cerenkova - Vavilov'un radyasyonunun kaydına dayanır (V\u003e C / N) . Cherenkov radyasyonunun ışığı, partikül hareketi yönünde bir açıyla ileri doğru yönlendirilir.

Hafif radyasyon, bir fotomultiplier kullanılarak kaydedilir. Cherenkov sayacını kullanarak, partikül hızını belirleyebilir ve hızlarda parçacıkları seçebilirsiniz.

Parçacıkların Chenkovo \u200b\u200bradyasyonu tarafından tespit edildiği en büyük su dedektörü SuperCandel dedektörüdür (Japonya). Dedektör silindirik bir şekle sahiptir. Detektörün çalışma hacminin çapı 39.3 m'dir., 41.4 m yüksekliktir. Dedektörün kütlesi, Güneş Neutrinos 22 Katon'ın kaydedilmesi için işletme hacmi olan 50 katon bulunur. SuperCandel dedektörü, dedektör yüzeyinin ~% 40'ını gören 11.000 fotomeulticilidir.