Опорный конспект по теме «Экспериментальные методы регистрации элементарных частиц »

I. Камера Вильсона 1912 г
(в основном для наблюдения и частиц).
I. Камера Вильсона 1912 г
(в основном для наблюдения и частиц).
1- стеклянная пластина
2- поршень
3- камера, наполненная насыщенными парами воды или спирта
4- цилиндр
Поршень опускаем резко вниз: давление уменьшается

Действие прибора основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах с образованием капелек воды
Адиабатическое расширение пара (охлаждение пара)
Перенасыщенный пар – неустойчивое состояние системы (пар легко конденсируется)
Адиабатическое расширение пара (охлаждение пара)
Перенасыщенный пар – неустойчивое состояние системы (пар легко конденсируется)
Ионизация молекул воздуха – центры конденсации:
мелкие капельки тумана – ТРЕК
Камера в электрическом или магнитном поле
Фотографирование Калица и Скобельцин
При возвращении камеры в исходное состояние ионы удаляются электрическим полем.
Частица

II. Пузырьковая камера 1952 г
Глейзер (ам. ученый) предложил использовать перегретую жидкость. В такой жидкости на ионах, образующиеся при движении, быстро заряженные частицы возникают пузырьки пара.
Преимущество: Большая тормозная способность.
Перегретая жидкость при высоком давлении и ее температура больше Т кипения при атмосферном давлении (эфир, пропан, жидкий водород) и на ионах возникают пузырьки пара, дающие ТРЕК и называются пузырьковой камерой.

При резком уменьшение давления, жидкость переходит в неустойчивое состояние.
Ионизация молекул жидкости – центры кипения: цепочка пузырьков пара – ТРЕК.
Пузырьковые камеры применяются при исследовании частиц с большой энергией.
ИНФОРМАЦИЯ:
по длине треков можно определить энергию частиц,
по кривизне траектории – знак заряда, массу, скорость,
по «ВИЛКАМ» - о взаимодействии или распаде частиц.

III. Счетчик Гейгера 1908 г
Для регистрации и частиц
Катод – корпус цилиндра
Анод – металлическая нить
Действие основано на ударной ионизации.
Трубка заполнена газом Аргоном и молекулами этилового спирта.
Напряжение между анодом и катодом более 100В р около 0.1атм
частица выбивает из катода электрон (или частица влетает сквозь катод).
Ускорение электрона в электрическом поле.
Ударная ионизация молекул анода. Возникает лавина ионов и электронов: короткий импульс через “R”.
Регистрация импульса пересчетным устройством.
Возвращение счетчика в исходное состояние (гашение разряда)

IV. Фотоэмульсионный метод
Пластинка. Эмульсия d=1мм (Заряженная частица).
Ионизация молекул брома:
Цепочка таких кристаллов – ТРЕК
Обработка пластин (Проявление) Восстановление серебра.
Преимущество: Самозапись, Короткие треки частиц с большой энергией.
Мысовский и Жданов – советские физики, а Беккерель, благодаря этому методу, открыл явление радиоактивности (можно регистрировать взаимодействие между частицами и ядрами)
регистрации основан на разложении ионизированных молекул бромистого серебра.

V. Ионизационная камера - дозиметры
Баллон наполнен ионизированным газом.
На электроды подается напряжение 100-1000 В.
Заряженная частица влетает в баллон.
Ионы устремляются к электродам и возникают кратковременные импульсы тока, которые регистрирует прибор.