Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц
Счётчик Гейгера
Камера Вильсона
Пузырьковая камера
Фотографические
эмульсии
Сцинтилляционный
метод
Ионизационная
камера

Газоразрядный счётчик Гейгера
+
-
R
К усилителю
Стеклянная трубка
Анод
Катод
В газоразрядном счетчике имеются катод в виде цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.

Применение счётчика
Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации фотонов и y- квантов.
Счётчик регистрирует почти все падающие в него электроны.
Регистрация сложных частиц затруднена.

Вильсон Чарлз Томсон Рис
Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества. Изобрёл в 1912 г прибор для наблюдения и фотографирования следов заряжённых частиц, впоследствии названную камерой Вильсона (Нобелевская премия, 1927).

Камера Вильсона
Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды или спиртами близкими к насыщению.
Стеклянная
пластина
поршень
вентиль

Если частицы проникают в камеру, то на её пути возникают капельки
воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы- трек. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины оценивается её скорость. Трек имеет кривизну.

Пузырьковая камера
При понижении давления жидкость в камере переходит в перегретое состояние.
поршень

Траектории заряжённых частиц
Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.

Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения.
По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.
Фотоэмульсия имеет
большую плотность,
поэтому треки
получаются
короткими.

Сцинтилляционный метод
В этом методе (Резерфорда) для регистрации используются кристаллы. Прибор состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.
1
nv
nv
2
3
e
4
5
6
7

Ионизационная камера
В ионизационной камере между двумя электродами находится воздух при атмосферном давлении. Между электродами подаётся постоянное напряжение. Сила тока в камере пропорциональна количеству ионов.