Презентация - Методическая разработка открытого урока по физике в 9 классе «Экспериментальные методы исследования частиц»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Максатихинская средняя общеобразовательная школа №2» Тверской области Методическая разработка открытого урока по физике в 9 классе «Экспериментальные методы исследования частиц» подготовила учитель физики Красильникова Ольга Анатольевна пгт. Максатиха 2015 год

исследования частиц
Экспериментальные методы

Анри Беккерель французский физик 1896 г-?

Пьер Кюри и Мария Склодовская- Кюри 1896-1898 гг-?

Эрнест Резерфорд английский физик 1899 г-?

Эрнест Резерфорд 1911 г-?

Фредерик Содди английский химик 1903 г-?

Исследования частиц
Экспериментальные методы

Счётчик Гейгера.

Счётчик Гейгера -газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа.

Кто изобрел.
Принцип предложен в 1908 году Гансом Гейгером; в 1928 Вальтер Мюллер, работая под руководством Гейгера, реализовал несколько версий прибора, отличавшихся в зависимости от типа излучения, которое регистрировал счётчик.

В своей основе счетчик Гейгера очень прост. В хорошо вакуумированный герметичный баллон с двумя электродами введена газовая смесь, состоящая в основном из легко ионизируемых неона и аргона. Баллон может быть стеклянным, металлическим и др. Обычно счетчики воспринимают излучение всей своей поверхностью, но существуют и такие, у которых для этого в баллоне предусмотрено специальное «окно».

Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчик питанием (как правило, не менее 300 В), обеспечивает, при необходимости, гашение разряда и подсчитывает количество разрядов через счётчик.

Достоинства и недостатки прибора
Первый прибор помогающий быстро определить наличие заряженных частиц в среде. Недостаток прибора-функция распознания частиц отсутствует.

Исследования частиц
Экспериментальные методы

Камера Вильсона

Камера Вильсона (туманная камера) —один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных частиц. Изобретена шотландским физиком Чарлзом Вильсоном  в 1912 гг. В 1927 году Вильсон получил за свое изобретение Нобелевскую премию по физике.

Камеру Вильсона можно назвать «окном» в микромир. Она представляет собой сосуд, заполненный парами воды и спирта, близкими к насыщению. Советские физики П.Л. Капица и Д.В. Скобельцин предложили помещать камеру Вильсона в однородное магнитное поле.

Камера использует явление конденсации перенасыщенного пара: при появлении в среде перенасыщенного пара каких-либо центров конденсации (в частности ионов, сопровождающих след быстрой заряженной частицы) на них образуются мелкие капли жидкости.
Принцип действия
Эти капли достигают значительных размеров и могут быть сфотографированы. Источник исследуемых частиц может располагаться либо внутри камеры, либо вне ее (в этом случае частицы залетают через прозрачное для них окно).

Фотография треков

Камера обладает такими недостатками: существуют такие частицы, которые слишком быстро пролетают и даже не виден их трек. при более высоких давлениях необходимо периодически очищать камеры от капель. недолговечность треков. И такими достоинствами, как:  при помещении камеры в магнитное поле  по треку можно определить   энергию, скорость, массу и заряд частицы.
Недостатки и достоинства

Исследования частиц
Экспериментальные методы

Пузырьковая камера

Пузырьковая камера была изобретена Дональдом Глейзером (США) в 1952 году. За своё открытие Глейзер получил Нобелевскую премию в 1960 году.

Пузырько́вая ка́мера — прибор для регистрации следов быстрых заряженных ионизирующих частиц, действие которого основано на вскипании перегретой жидкости вдоль траектории частицы.

1-входное окно 2 -поршень 3-фотокамеры 4-поверхности, покрытые  "скотчлайтом" 5-магнит 6-лазер  7- окно вакуумного кожуха 8-расширяющая линза 9-осветитель

Принцип работы
Камера заполнена жидкостью, которая находится в состоянии, близком к вскипанию. При резком уменьшении давления жидкость становится перегретой. Если в данном состоянии в камеру попадёт ионизирующая частица, то её траектория будет отмечена цепочкой пузырьков пара и может быть сфотографирована.

Процесс измерения Частицы впускаются в камеру в момент её максимальной чувствительности. Спустя некоторое время, необходимое для достижения пузырьками достаточно больших размеров, камера освещается и следы фотографируются (стереофотосъёмка с помощью 2—4 объективов). После фотографирования давление поднимается до прежней величины, пузырьки исчезают, и камера снова оказывается готовой к действию. Весь цикл работы составляет величину менее 1 с, время чувствительности ~ 10—40 мс. Пузырьковые камеры (кроме ксеноновых) размещаются в сильных магнитных полях. Это позволяет определить импульсы заряженных частиц по измерению радиусов кривизны их траекторий

Основное преимущество пузырьковой камеры — изотропная пространственная чувствительность к регистрации частиц и высокая точность измерения их импульсов. Недостаток пузырьковой камеры — слабая управляемость, необходимая для отбора нужных актов взаимодействия частиц или их распада.
достоинства и недостатки

Исследования частиц
Экспериментальные методы

Метод толстослойных фотоэмульсии 1928 г. Русские ученые Мысовский и Жданов

Искровая камера 1957г

П.68 ,таблица .Стр.192 ,вопросы –устно.
Домашнее задание

Спасибо за внимание!

Список используемых источников: Литература Перышкин А.В., Гутник Е.М. , Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных школ / - М.: Дрофа, 2013г. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл.: Пособие для общеобразовательных учеб. Заведений. - М.: Дрофа, 2008. Интернет-источники и источники иллюстраций: http://markx.narod.ru/pic/ http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liquid_hydrogen_bubblechamber.jpg?uselang=ru http://persones.ru/person-cat-99.html