Презентация "Элементарные частицы-наблюдение и регистрация" по физике – проект, доклад

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Природа неистощима в своих выдумках. И. Ньютон

И это чудо, что, несмотря на поразительную сложность мира, мы можем обнаруживать в его явлениях определённую закономерность. Э. Шредингер.

Откуда берется информация о микромире?

Атомы и микрочастицы настолько малы, что не только не поддаются восприятию ни одним из наших органов чувств, их не различить даже в электронный микроскоп. Откуда же у нас подробная информация о микромире? Для изучения ядерных явлений были разработаны многочисленные методы регистрации элементарных частиц.

Принцип действия регистрирующих приборов

Регистрирующий прибор – макроскопическая система, которая может находиться в неустойчивом состоянии. При небольшом возмущении, вызванном пролетевшей частицей, начинается процесс перехода в новое более устойчивое состояние. Этот процесс и позволяет регистрировать частицу.

Счетчик Гейгера-Мюллера

Счетчик состоит из стеклянной, трубки покрытой изнутри металлом (2 - катод), и тонкой металлической нити (1 - анод).

Между цилиндром и нитью приложено высокое напряжение. Цилиндр заполнен газом. Пролетающая частица ионизирует газ. Электроны разгоняются электрическим полем, создавая искровой разряд, регистрируемый специальным устройством.

Камера Вильсона

Важным этапом в методике наблюдения следов частиц явилось создание камеры Вильсона (1912 г.). За это изобретение Ч. Вильсону в 1927 г. присуждена Нобелевская премия.

В камере Вильсона треки заряженных частиц становятся видимыми благодаря конденсации перенасыщенного пара на ионах газа, образованных заряженной частицей. В камере возникает след траектории частицы (трек) в виде полоски тумана.

Пузырьковая камера

В 1952 г. американским ученым Д. Глейзером было предложено использовать для обнаружения треков частиц перегретую жидкость.

1 – ионизирующая частица 2 – ион - центр парообразования 3 – пузырьки пара вскипающей жидкости

По искривлённой магнитным полем траектории заряженной частицы определяют знак её заряда и импульс.

Возможности камеры Вильсона значительно возрастают при помещении её в магнитное поле.

Для определения радиуса трека частицы:

Изучение треков заряженных частиц

1 – провести хорду l 2 – провести высоту h 3 – измерить l и h 4 – по формуле рассчитать радиус. 5 – сравнить с радиусом протона (трек 1)