Експериментальні методи і прилади дослідження часток

Для вивчення будови атомних ядер необхідні спеціальні пристрої, які зможуть реєструвати ядра і різні частинки.

Лічильник Гейгера
Одним з таких приладів є лічильник Гейгера. Він складається з металевого циліндра, який буде катодом, і натягнутої уздовж його осі тонкого дроту, яка бути анодом. Ці електроди через опір підключені до джерела високої напруги. Між катодом і анодом виникає сильне електричне поле.

Катод і анод поміщають у наглухо запаяну герметичну трубку, яка сповнена яким-небудь розрідженим газом; найчастіше для цього використовується аргон. У звичайному стані, коли газ не іонізований, струму в ланцюзі не буде. Якщо через стінки трубки пролетить – яка частка, яка може іонізувати атоми газу, то усередині трубки утворюються електронно – іонні пари. Електрони й іони почнуть рухатися до відповідних електродів – катода або анода.

Якщо напруженість електричного поля буде досить велика, то електрони при русі будуть набувати велику енергію, і теж зможуть іонізувати атоми газу. У трубці утворюється електронно – іонова лавина, в результаті чого відбудеться стрибок сили струму в ланцюзі.

Через стрибок сили струму, напруга на опорі теж різко зросте, і вже цей імпульс зареєструє спеціальний пристрій.
Після цього, внаслідок великого значення величини опору, напруга на електродах зменшиться і розряд припиниться. Лічильник повернеться в початковий стан і буде готовий до реєстрації наступної частки. На наступному малюнку представлена загальна схема лічильника Гейгера.

Ще одним приладом для дослідження часток є камера Вільсона. У відмінності від лічильника Гейгера, який дозволяє свідчити наявність частинок, вона має великі можливості.

Через тонке віконце в камеру Вільсона запускають досліджувані частинки. Вони пролітають через камеру на високій швидкості, і створюють на своєму шляху іони. На цих іонах конденсується водяна перенасичений пар і пари етилового спирту, якими просякнута чорна тканина на дні камери.

Уздовж всього шляху частинки виникає слід з крапельок, який називається треком. Ці треки ми можемо спостерігати або навіть сфотографувати.
Для цього збоку на камеру направляють потужний пучок світлових променів. Камера Вільсона є потужним інструментів при експериментальному дослідженні частинок. З її допомогою, було зроблено безліч важливих відкриттів у галузі фізики елементарних частинок і ядерної фізики.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.00 out of 5)

Експериментальні методи і прилади дослідження часток