Экспериментальные методы исследования заряженных частиц

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Распространенные методы регистрации частиц: ОСНОВАНЫ НА ИОНИЗИРУЮЩЕМ И ФОТОХИМИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ ЧАСТИЦ.

Распространенные методы регистрации частиц:

ОСНОВАНЫ НА ИОНИЗИРУЮЩЕМ И ФОТОХИМИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ ЧАСТИЦ.

Слайд 4

Методы регистрации частиц : Сцинтилляционный счетчик Газоразрядный счетчик Гейгера Камера Вильсона Метод толстослойных фотоэмульсий Пузырьковая камера

Методы регистрации частиц :

Сцинтилляционный счетчик
Газоразрядный счетчик Гейгера
Камера Вильсона
Метод толстослойных

фотоэмульсий
Пузырьковая камера
Слайд 5

Сцинтилляционный счетчик : В 1903 г. У.Крупс заметил, что a частицы,

Сцинтилляционный счетчик :

В 1903 г. У.Крупс заметил, что a частицы, испускаемые

радиоактивным аппаратом, попадая на покрытый сернистым цинком экран, вызывает свечение.
Слайд 6

Сцинтилляционный метод В этом методе (Резерфорда) для регистрации используются кристаллы. Прибор

Сцинтилляционный метод

В этом методе (Резерфорда) для регистрации используются кристаллы. Прибор состоит

из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.

1

nv

nv

2

3

e

4

5

6

7

Слайд 7

Газоразрядный счетчик Гейгера: Сцинтилляционный счетчик в 1-е использовался Э.Резерфордом. Сцинтилляции(вспышки)теперь наблюдают

Газоразрядный счетчик Гейгера:

Сцинтилляционный счетчик в 1-е использовался Э.Резерфордом.
Сцинтилляции(вспышки)теперь наблюдают и считают

не визуально,а с помощью специальных устройств- сцинтилляционных счетчиков.

Ганс Вильгельм Гейгер

Слайд 8

Газоразрядный счётчик Гейгера + - R К усилителю Стеклянная трубка Анод

Газоразрядный счётчик Гейгера

+

-

R

К усилителю

Стеклянная трубка

Анод

Катод

В газоразрядном счетчике имеются катод в виде

цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.
Слайд 9

Газоразрядный счетчик Гейгера: Действие основано на ударной ионизации. Заряженная частица, пролетающая

Газоразрядный счетчик Гейгера:

Действие основано на ударной ионизации. Заряженная частица, пролетающая

в газе , отрывает у атома электрон, и создаёт ионы и электроны.
При этом электрическое поле между анодом и катодом ускоряет электроны до высокой энергии.

Счетчик Гейгера

Слайд 10

Газоразрядный счетчик Гейгера: Чтобы счетчик Гейгера мог регистрировать каждую попадающую в

Газоразрядный счетчик Гейгера:

Чтобы счетчик Гейгера мог регистрировать каждую попадающую в него

частицу, надо своевременно прекращать лавинный разряд.
Это можно сделать 2-я способами:
1)Добавить примесь к инертному газу
2)Уменьшить нагрузочное сопротивление в цепи счетчика R = 109 Ом.

Скорость газоразрядного счетчика Гейгера равна
104 частиц в секунду

Слайд 11

Применение счётчика Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации фотонов и

Применение счётчика

Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации фотонов и y-

квантов.
Счётчик регистрирует почти все падающие в него электроны.
Регистрация сложных частиц затруднена.
Слайд 12

Вильсон Чарлз Томсон Рис Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества.

Вильсон Чарлз Томсон Рис

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).
Слайд 13

Камера Вильсона Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет

Камера Вильсона

Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой

герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды или спиртами близкими к насыщению.

Стеклянная
пластина

поршень

вентиль

Слайд 14

Камера Вильсона: Её действие основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах

Камера Вильсона:

Её действие основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах с

образованием капель воды . Если частицы проникают в камеру, то на её пути возникают капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы- трек.
Частица ,пролетая, оставляет след(трек-узкая полоска тумана)

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

Слайд 15

По треку можно определить: Чем больше длина трека, тем большей энергией

По треку можно определить:

Чем больше длина трека, тем большей энергией обладает

частица.
Чем больше толщина трека ,тем больший заряд имеет частица и меньше её скорость.
Чем больше радиус кривизны трека, тем больше масса и скорость частицы.
Чем больше радиус кривизны трека, тем меньше её заряд и модуль индукции магнитного поля.
Слайд 16

Треки частиц в камере Вильсона КАМЕРА ВИЛЬСОНА

Треки частиц в камере Вильсона

КАМЕРА ВИЛЬСОНА

Слайд 17

Камера Вильсона в измерительном павильоне

Камера Вильсона в измерительном павильоне

Слайд 18

Метод толстослойных фотоэмульсий: Разработан в 1928 г. физиками А.П. Ждановым и

Метод толстослойных фотоэмульсий:

Разработан в 1928 г. физиками А.П. Ждановым и Л.В.

Мысовским.

МЫСОВСКИЙ Л. В.

А.П. Жданов

Слайд 19

Метод толстослойных фотоэмульсий: Заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации заряженных

Метод толстослойных фотоэмульсий:

Заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации заряженных частиц.


Пролетающая частица действует на зерна бромистого серебра ,образует скрытое изображение . Фотопластинка проявляется и образуется трек .
Слайд 20

Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения. По длине и толщине

Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа движения.

По длине и толщине трека

можно оценить энергию и массу частицы.

Фотоэмульсия имеет
большую плотность,
поэтому треки
получаются
короткими.

Слайд 21

Преимуществом метода толстослойных фотоэмульсий является изучение следов частиц ,которые не исчезают

Преимуществом метода толстослойных фотоэмульсий является изучение следов частиц ,которые не исчезают

со временем и могут быть тщательно изучены .

ВИЛЬСОНА ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ

Слайд 22

Пузырьковая камера: Была создана в 1952 г. Д.Глейзером (американский физик) для

Пузырьковая камера:

Была создана в 1952 г. Д.Глейзером (американский физик) для регистрации заряженных

частиц, имеющих высокую энергию.
Слайд 23

Пузырьковая камера поршень Камера заполнена жидким водородом при высоком давлении. При

Пузырьковая камера

поршень

Камера заполнена жидким водородом при высоком давлении.

При резком уменьшении давления

переводят жидкость в перегретое состояние .
Слайд 24

Траектории заряжённых частиц Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.

Траектории заряжённых частиц

Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.

Слайд 25

Первые треки, обнаруженные в пузырьковой камере

Первые треки, обнаруженные в пузырьковой камере

Слайд 26

Первые треки, обнаруженные в пузырьковой камере ТРЕКИ ЧАСТИЦ В ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЕ ГЛЕЙЗЕРА

Первые треки, обнаруженные в пузырьковой камере

ТРЕКИ ЧАСТИЦ В ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЕ ГЛЕЙЗЕРА

Слайд 27

Глезер и его пузырьковая камера ВОДОРОДНАЯ ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА СКАТ

Глезер и его пузырьковая камера

ВОДОРОДНАЯ ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА СКАТ

Слайд 28

Водородная пузырьковая камера

Водородная пузырьковая камера

Слайд 29

Пузырьковая камера имеет преимущества перед камерой Вильсона в том , что

Пузырьковая камера имеет преимущества перед камерой Вильсона в том , что

может регистрировать частицы с большей энергией и обладает быстродействием.
Рабочий цикл равен 0,1 секунд.