Презентация "Исследование частиц" по физике – проект, доклад

Экспериментальные методы

исследование частиц

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц - методы, основанные на свойстве радиоактивных излучений и частиц производить ионизацию атомов. С целью наблюдения и регистрации элементарных частиц применяются пузырьковая камера, камера Вильсона, искровая камера, газоразрядные и полупроводниковые счетчики. В зависимости от используемого прибора различают метод толстослойных фотоэмульсий, сцинтилляционный и ионизационный методы наблюдения и регистрации элементарных частиц.

Счетчик Гейгера.

Действие прибора основано на явлении ударной ионизации газа: пролетающая заряженная частица ионизирует молекулы газа образовавшиеся электроны ускоряются электрическим полем внутри счетчика до энергий необходимых для ударной ионизации. Регистрирует электроны и y – кванты. Позволяет регистрировать только факт пролета частицы.

Счетчик Гейгера

В наполненной аргоном трубке пролетающая через газ частичка ионизирует его, замыкая цепь между катодом и анодом и создавая импульс напряжения на резисторе.

Камера Вильсона

Камера Вильсона - прибор для наблюдения движущихся с большой скоростью электрически заряженных микрочастиц, основанный на явлении конденсации паров вдоль их траекторий.

Камера заполнена смесью аргона и азота с насыщенными парами воды или спирта. Расширяя газ поршнем, переохлаждают пары. Пролетающая частица ионизирует атомы газа, на которых конденсируется пар, создавая капельный след (трек).

1912 г.

Камера Вильсона.

Действие прибора основано на конденсации перенасыщенного пара (воды или спирта) на ионах , образующихся вдоль траектории полета заряженной частицы. Поместив камеру Вильсона в однородное магнитное поле и измерив радиус кривизны трека (следа пролетевшей частицы), можно определить удельный заряд частицы. Позволяет регистрировать траектории заряженных частиц.

Треки частиц полученных при распаде атомных ядер в камере Вильсона

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. При проявлении Фотопластинки образуется след - трек. Преимущества: следы не исчезают со временем и могут быть тщательно изучены.

Метод толстослойных фотоэмульсий - метод наблюдения и регистрации элементарных частиц, в котором применяются толстослойные фотоэмульсии. Быстрая заряженная частица, пронизывая кристаллик бромида серебра, отрывает электроны от отдельных атомов брома, ионизируя их. Цепочка таких ионов образует скрытое изображение трека частицы. Метод толстослойных фотоэмульсий позволяет: - оценивать заряд, энергию и массу частицы; и - регистрировать редкие явления.

Метод толстослойных фотоэмульсий

Пузырьковая камера

Д.Глейзер сконструировал камеру, в которой можно Исследовать частицы большей энергии, чем в камере Вильсона. Камера заполнена быстро закипающей жидкостью сжиженный пропан, гидроген). В перегретой жидкости исследуемая частица оставляет трек из пузырьков пара.

1952 г.

Пузырьковая камера - прибор для регистрации заряженных частиц. Пузырьковая камера включает рабочий объем, заполненный жидкостью, которая находится в состоянии близком к вскипанию. При резком уменьшении давления жидкость становится перегретой. Ионы, создаваемые в жидкости заряженными частицами, являются центрами парообразования. Жидкость образует пузырьки пара по пути следования частицы.

Пузырьковая камера.

Действие основано на образование пузырьков пара в перегретой жидкости (жидком водороде или пропане) на ионах , возникающих вдоль траектории полета заряженной частицы. Преимущество пузырьковой камеры перед камерой Вильсона : большая плотность рабочего вещества (можно наблюдать серию превращений частиц). Позволяет регистрировать траектории заряженных частиц.

Искровая камера

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

Сцинтилляционный счетчик - счетчик быстрых заряженных частиц, основанный на сцинтилляции. Сцинтилляция От лат.Scintillatio - мерцание Сцинтилляция - разновидность люминесценции; процесс преобразования кинетической энергии быстрой заряженной частицы в энергию световой вспышки.

Сцинтилляционный счетчик

ЭКРАН

В 1903 году У.Крукс заметил, что частицы, испускаемые радиоактивным веществом, попадая на покрытый сернистым цинком экран, вызывает его свечение.

Устройство было использовано Э.Резерфордом. Сейчас сцинтилляции наблюдают и считают с помощью специальных устройств.