Строение атома

камера

(протонов, нейтронов, электронов, y - квантов, мезонов и т. д.). Основным

элементом счетчика является вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор).

При попадании заряженной частицы на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка, возникает вспышка света (СЦИНТИЛЛЯЦИЯ). Вспышку можно наблюдать и фиксировать.

Прибор состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.

и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство

между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.

U

и y - квантов(фотонов большой энергии).

Счётчик регистрирует почти все падающие

в него электроны.

Регистрация сложных частиц затруднена.

Счетчик Гейгера.

Чтобы зарегистрировать y- кванты, стенки трубки покрывают специальным материалом, из которого они выбивают электроны.

герметично закрытый сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к

насыщению.

Стеклянная
пластина

поршень

вентиль

Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества. Изобрёл в 1912 г прибор для наблюдения и фотографирования следов заряжённых частиц, впоследствии названную камерой Вильсона (Нобелевская премия, 1927).

Камера Вильсона

Советские физики П.Л. Капица и Д.В. Скобельцин предложили помещать камеру Вильсона в однородное магнитное поле.

капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы -

трек. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины оценивается её скорость. Трек имеет кривизну.

Первое искусственное превращение элементов – взаимодействие a - частицы с ядром азота, в результате которого образовались ядро кислорода и протон.

поршень
Пузырьковая камера
Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.
Фотография

столкновения элементарных частиц в главной пузырьковой камере ускорителя Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве, Швейцария. Траектории движения элементарных частиц расцвечены для большей ясности картины. Голубыми линиями отмечены следы пузырьков, образующихся вокруг атомов, возбужденных в результате пролета быстрых заряженных частиц.

1952. Д.Глейзер. Вскипание перегретой жидкости.

трека можно оценить энергию и массу частицы.
Фотоэмульсия имеет большую плотность,

поэтому треки
получаются короткими.

Фотографические эмульсии

Метод толстослойных фотоэмульсий. 20-е г.г. Л.В.Мысовский, А.П.Жданов.

Треки элементарных частиц в толстослойной фотоэмульсии

Наиболее дешевым методом регистрации ионизирующего излучения является фотоэмульсионный (или метод толстослойных эмульсий). Он базируется на том, что заряженная частица, двигаясь в фотоэмульсии, разрушает молекулы бромида серебра в зернах, сквозь которые прошла. После проявления такой пластинки в ней возникают «дорожки» из осевшего серебра, хорошо видимые в микроскоп. Каждая такая дорожка — это след движущейся частицы. По характеру видимого следа (его длине, толщине и т. п.) можно судить как о свойствах частицы, которая оставила след (ее энергии, скорости, массе, направлении движения), так и о характере процесса (рассеивание, ядерная реакция, распад частиц), если он произошел в эмульсии.

преимущества:

1.    Им можно регистрировать траектории всех частиц, пролетевших сквозь фотопластинку за

время наблюдения.
2.     Фотопластинка всегда готова для применения (эмульсия не требует процедур, которые приводили бы ее в рабочее состояние).
3.     Эмульсия обладает большой тормозящей способностью, обусловленной большой плотностью.
4.     Он дает неисчезающий след частицы,  который потом можно тщательно изучать.

Недостатком метода является длительность и сложность химической обработки фотопластинок и главное — много времени требуется для рассмотрения каждой пластинки в сильном микроскопе.

трек (след) частицы образует цепочка искровых электрических разрядов вдоль траектории

её движения.

Трек частицы в узкозазорной искровой камере

1959 г. С.Фукуи, С.Миямото. Искровая камера. Разряд в газе при его ударной ионизации.

между которыми заполнено инертным газом. Расстояние между пластинами от 1-2

см до 10 см. Широко используются проволочные  искровые камеры, электроды которых состоят из множества параллельных проволочек. Внешние управляющие счётчики фиксируют факт попадания заряженной частицы в

.

искровую камеру и инициируют подачу на её электроды короткого (10 – 100 нс) высоковольтного импульса чередующейся полярности так, что между двумя соседними электродами появляется разность потенциалов 10 кВ. В местах прохождения заряженной частицы между пластинами за счёт ионизации ею атомов среды свободные носители зарядов (электроны, ионы), что вызывает искровой пробой (разряд).

камеры 0.3 мм.
Частота срабатывания 10 – 100 Гц.
Искровые

камеры могут иметь размеры порядка нескольких метров.

Искровая камера