Информационная карта по физике. 12 класс. Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц.
материал по физике на тему

МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

Счетчик Гейгера

- служит для подсчета количества радиоактивных  частиц (в основном электронов).

Это стеклянная трубка, заполненная газом (аргоном),  с двумя электродами внутри (катод и анод).
При пролете частицы возникает ударная ионизация газа и возникает импульс  электрического тока.

Достоинства:
- компактность
- эффективность
- быстродействие
- высокая точность (10ООО частиц/с).

Где используется:
- регистрация радиоактивных загрязнений на местности, в помещениях, одежды, продуктов и т.д.
- на объектах хранения радиоактивных материалов или с работающими ядерными реакторами
- при поиске залежей радиоактивной руды (U, Th).

Камера Вильсона

- служит для наблюдения и фотографирования следов от пролета частиц (треков).

Внутренний объем камеры заполнен парами спирта или воды в перенасыщенном состоянии: 
при опускании поршня уменьшается давление внутри камеры и понижается температура, в результате адиабатного процесса образуется перенасыщенный пар.
По следу пролета частицы конденсируются  капельки влаги и образуется трек – видимый след.
При помещении камеры в магнитное поле  по треку можно определить   энергию, скорость, массу и заряд частицы.

По длине и толщине трека, по его искривлению в магнитном поле определяют характеристики пролетевшей радиоактивной частицы.
Например, альфа-частица дает сплошной толстый трек, 
протон - тонкий трек, 
электрон - пунктирный трек.


Пузырьковая камера

- вариант камеры Вильсона

При резком понижении поршня жидкость, находящаяся под высоким давление, переходит в перегретое состояние. При быстром движении частицы  по следу образуются пузырьки пара , т.е. жидкость закипает, виден трек.

Преимущества перед камерой Вильсона:
- большая плотность среды, следовательно короткие треки
- частицы застревают в камере и можно проводить дальнейшее наблюдение частиц 
- большее быстродействие.  

Метод толстослойных фотоэмульсий

- служит для регистрации частиц
- позволяет регистрировать редкие явления из-за большого время экспозиции.

Фотоэмульсия содержит большое количество микрокристаллов бромида серебра. 
Влетающие частицы ионизируют поверхность фотоэмульсий. Кристаллики AgВr распадаются под действием заряженных частиц и при проявлении выявляется след от пролета частицы - трек.
По длине и толщине трека можно определить  энергию и массу частиц.