Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

1. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Подготовила Рыбак Любовь 11 класс
МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ И
РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ
ЧАСТИЦ

2.

Методы :
Искровая
камера
Сцинтяллицио
ный метод
Камера
Вильсона
Метод
фотоэмульсий
Счетчик
Гейгера
Пузырьковая
камера

3. Искровая камера.

Изобретена в 1957 г. Заполнена инертным
газом. Плоскопараллельные пластины
расположены близко друг к другу. На
пластины подается высокое напряжение.
При пролете заряженной частицы вдоль её
траектории проскакивают искры, создавая
огненный трек.

4. Газоразрядный счетчик Гейгера.

Он используется, в основном, для регистрации электронов и γ-
квантов. Основа счетчика Гейгера - трубка, заполненная газом и
снабженная двумя электродами, на которые подается высокое
напряжение. Действие счетчика основано на ударной
ионизации. Когда элементарная частица пролетает сквозь
счетчик, она ионизирует газ, и ток через счетчик очень резко
возрастает. Образующийся при этом на нагрузке импульс
напряжения подается к регистрирующему устройству.

5. Толстослойные фотоэмульсии.

Метод разработан В 1958 году Ждановым А. П. и
Мысовским Л. В. Пролетающая сквозь фотоэмульсию
заряженная частица действует на зерна бромистого
серебра и образует скрытое изображение. После
проявления на фотопластинке образуется след - трек.
Преимущества : следы не исчезают со временем и
могут быть тщательно изучены.

6. Сцинтилляционный счетчик.

В 1903 году У. Крукс заметил, что частицы,
испускаемые радиоактивным веществом ( α –
частицы ) попадая на экран покрытый сернистым
цинком, вызывают его свечение, на экране
образуются вспышки света Устройство было
использовано Э. Резерфордом. Сейчас
сцинтилляции наблюдают и считают с помощью
специальных устройств.

7. Камера Вильсона.

Дает возможность наблюдать след,
который оставляют пролетающие
частицы. Камеру Вильсона заполняют
парами воды или спирта, а затем
создают условия, в которых пар
становится пересыщенным. Для этого
резко опускают поршень, вызывая
адиабатическое расширение пара.
Элементарная частица, пролетая
сквозь такую камеру, образует вдоль
своей траектории ионы, которые затем
выступают как центры конденсации: в
них образуются капельки воды. Таким
образом, частица оставляет за собой
след, или как говорят, трек. Подобный
след оставляет высоко летящий в небе
самолет. Снимки этих капель и дают
информацию о траектории частиц.

8. Пузырьковая камера.

Действие пузырьковых камер основано на том, что они заполнены
перегретой жидкостью, в которой появляются маленькие пузырьки
пара на ионах, возникающих при движении быстрых частиц. Если
фотоэмульсия содержит мельчайшие кристаллы бромистого
серебра, то его атомы ионизируются при пролете элементарной
частицы. Затем, когда фотопластинку проявляют, происходит
химическая реакция восстановления серебра, и треки частиц
становятся видимыми.

9. Принцип действия приборов для регистрации элементарных частиц

Регистрирующий прибор — это более или менее
сложная макроскопическая система, которая
может находиться в неустойчивом состоянии.
При небольшом возмущении, вызванном
пролетевшей частицей, начинается процесс
перехода системы в новое, более устойчивое
состояние. Этот процесс и позволяет
регистрировать частицу. В настоящее время
используется множество различных методов
регистрации частиц.