Презентация - Экспериментальные методы исследования частиц

Экспериментальные методы исследования частиц
Г.Гейгер 1882–1945
Ч.Вильсон 1869 — 1959
Д. Глейзер 1926 - 2013

№.Название метода.Принцип действия.Преимущества и недостатки
1.Метод сцинтилляций..
2.Счетчик Гейгера..
3.Камера Вильсона (используется пересыщенный пар)..
4.Пузырьковая камера (используется перегретая выше точки кипения жидкость), разновидность камеры Вильсона..

№.Название метода.Принцип действия.Преимущества и недостатки
1.Метод сцинтилляций.В местах попадания а-частиц в стеклянный экран, покрытый тонким слоем спец. вещества, возникают вспышки, которые наблюдаются с помощью микроскопа.Не даёт необходимой точности, так как результат подсчета вспышек в большей степени зависит от остроты зрения наблюдателя
2.Счетчик Гейгера..
3.Камера Вильсона (используется пересыщенный пар)..
4.Пузырьковая камера (используется перегретая выше точки кипения жидкость), разновидность камеры Вильсона..

Счетчик Гейгера 1908г.
аргон
1 — герметически запаянная стеклянная трубка; 2 — катод; 3 — вывод катода; 4 — анод (тонкая проволока).
Г.Гейгер (1882–1945)

Счетчик Гейгера 1908г.
- при попадании заряженной частицы происходит ионизация молекул газа
- в сильном эл. поле образуется электронно-ионная лавина - разряд в газе (эл. ток)
Г.Гейгер (1882–1945)
Регистрируется только факт пролета частицы. Недостаток прибора: мало информации. Достоинства прибора: прост в эксплуатации.

№.Название метода.Принцип действия.Преимущества и недостатки
1.Метод сцинтилляций.В местах попадания а-частиц в стеклянный экран, покрытый тонким слоем спец. вещества, возникают вспышки, которые наблюдаются с помощью микроскопа.Не даёт необходимой точности, так как результат подсчета вспышек в большей степени зависит от остроты зрения наблюдателя
2.Счетчик Гейгера.Действие основано на ударной иониации газа.Фиксирует только факт пролета частицы
3.Камера Вильсона (используется пересыщенный пар)..
4.Пузырьковая камера (используется перегретая выше точки кипения жидкость), разновидность камеры Вильсона..

Камера Вильсона 1912 г
- прибор, с помощью которого можно было видеть и фотографировать траектории заряженных частиц.
Ч.Вильсон 1869 — 1959
цилиндр (пары воды и спирта)
Нобелевская премия 1927 года
тонкое окошко
поршень

Камера Вильсона – «окно» в микромир
- при попадании заряженной частицы происходит ионизация молекул газа
Ч.Вильсон 1869 — 1959
- пересыщенные пары конденсируются на ионах, образуется след(трек) из капелек жидкости

Камера Вильсона в магнитном поле
По искривлённой магнитным полем траектории заряженной частицы определяют знак её заряда. Измерив радиус кривизны траектории, можно определить удельный заряд частицы.
Камера Вильсона работает в циклическом режиме, т.к. необходимо очищать рабочий объём камеры от ионов (с помощью электрического поля). Полное время цикла обычно > 1 мин.

№.Название метода.Принцип действия.Преимущества и недостатки
1.Метод сцинтилляций.В местах попадания а-частиц в стеклянный экран, покрытый тонким слоем спец. вещества, возникают вспышки, которые наблюдаются с помощью микроскопа.Не даёт необходимой точности, так как результат подсчета вспышек в большей степени зависит от остроты зрения наблюдателя
2.Счетчик Гейгера.Действие основано на ударной иониации газа.Фиксирует только факт пролета частицы
3.Камера Вильсона (используется пересыщенный пар).Фиксируется траектория полёта заряженной частицы, вдоль которой возникают ионы, на которых конденсируется пар и появляются капельки жидкости (виден трек).По трекам, их искривлению в магнитном поле можно судить о знак заряда, массе, энергии, заряде
4.Пузырьковая камера (используется перегретая выше точки кипения жидкость), разновидность камеры Вильсона..

Пузырьковая камера Д.Глейзер 1952 г.
Дональд Глейзер 1926 - 2013
Старая пузырьковая камера Лаборатории им. Э. Ферми
Глейзер около пузырьковой камеры
Нобелевская премия 1960 г.

Пузырьковая камера СКАТ
Институт физики высоких энергий Государственного комитета по использованию атомной энергии СССР (пос. Протвино близ г. Серпухова): общий вид пузырьковой камеры СКАТ на монтажной площадке перед закаткой в магнит. 1976 г.

Пузырьковая камера
- Рабочий объем заполнен жидким водородом или пропаном, находящимся под высоким давлением. - В перегретое состояние жидкость переводят резко уменьшая давление. - Заряженная частица образует на своем пути цепочку ионов, что приводит к закипанию жидкости. - Вдоль траектории частицы появляются пузырьки пара (трек).

№.Название метода.Принцип действия.Преимущества и недостатки
1.Метод сцинтилляций.В местах попадания а-частиц в стеклянный экран, покрытый тонким слоем спец. вещества, возникают вспышки, которые наблюдаются с помощью микроскопа.Не даёт необходимой точности, так как результат подсчета вспышек в большей степени зависит от остроты зрения наблюдателя
2.Счетчик Гейгера.Действие основано на ударной иониации газа.Фиксирует только факт пролета частицы
3.Камера Вильсона (используется пересыщенный пар).Фиксируется траектория полёта заряженной частицы, вдоль которой возникают ионы, на которых конденсируется пар и появляются капельки жидкости (виден трек).По трекам, их искривлению в магнитном поле можно судить о знак заряда, массе, энергии, заряде
4.Пузырьковая камера (используется перегретая выше точки кипения жидкость), разновидность камеры Вильсона.Фиксируется траекторию движения частицы, вдоль которой образуются пузырьки при закипании жидкости.Обладает большим быстродействием по сравнению с камерой Вильсона

Метод толстослойных фотоэмульсий Мысовский Л.В., Жданов А.П ,1928 г
- Фотоэмульсии имеют толщину 600-1200мкм. - Частицы, попадая в слой фотоэмульсии, вызывают ионизацию молекул АgBr, приводящую к почернению зерен. - После химической обработки треки частиц становятся видимыми.

Для регистрации каких частиц в основном используется счетчик Гейгера?
А) Альфа-частиц
Б) Электронов
В) Протонов

В каком приборе для регистрации частиц прохождение быстрой заряженной частицы вызывает появление следа из капелек жидкости?
1) Счетчик Гейгера
2) Камера Вильсона
3) Пузырьковая камера

Дом. задание: § 68, Составить вопросы к устройству или принципу действия приборов.