Презентация по теме "Методы регистрации элементарных частиц"

Методы регистрации элементарных частиц

Шмидт Е.Ф.,

учитель физики первой категории МОУ «Сосновская СОШ»

Для изучения ядерных явлений были разработаны методы регистрации элементарных частиц и излучений. Наиболее распространенными являются методы, основанные на ионизирующем и фотохимическом действии частиц.

Детекторы частиц.

  Трековые детекторы

- камера Вильсона

- пузырьковая камера

- фотоэмульсия

- люминесцентная камера

- диффузионная камера

- искровая камера

- ионизационный калориметр

Масс-анализаторы

  - масс-спектрограф

- масс-спектрометр

Счетчики

  - ионизационные камеры

- Гейгера – Мюллера

- пропорциональные

- сцинтилляционные

- Черенкова

- кристаллические

- полупроводниковые

Счетчик Гейгера простейший прибор радиометрического контроля, который может определить наличие различного излучения и позволяет оценить его интенсивность. Действие основано на ударной ионизации. Скорость счета – 10 4 частиц в секунду

Камера Вильсона

представляет собой герметическую камеру, заполненную перенасыщенным паром. Частицы пролетая через камеру, вызывает конденсацию пара вдоль своей траектории. Оставшийся след фотографируется через стеклянную стенку камеры Принцип действия – конденсация перенасыщенного пара на ионах с образованием капель воды. По длине траектории, оставленной частицей внутри камеры, можно судить о ее скорости и массе. Во время эксперимента внутреннее пространство камеры снимается на фотопленку

Метод толстослойной фотоэмульсии

Поток элементарных частиц, пролетая через фотоэмульсионный слой, оставляет следы, которые можно увидеть после проявления пленки. Анализируя треки этих следов, можно судить о видах частиц, которые содержатся в пучке. Оценивается масса и энергия заряженной частицы.

Пузырьковая камера предназначена для регистрации заряженных частиц, имеющих высокую энергию. Принцип действия – в перегретом состоянии чистая жидкость, находясь под высоким давлением, не закипает при температуре выше точки кипения. В области пролета частицы жидкость закипает, появляются вдоль ее траектории мелкие пузырьки пара, которые являются треком этой частицы .

• длина трека тем больше, чем больше энергия частицы (и чем меньше плотность среды)‏
• толщина трека тем больше, чем больше заряд частицы и чем меньше её скорость
• при движении заряженной частицы в магнитном поле трек её получается искривлённым, причём радиус кривизны трека тем больше, чем больше масса и скорость частицы и чем меньше её заряд
• радиус кривизны трека по мере движения уменьшается, т.к. из-за сопротивления среды уменьшается скорость частицы

• В какую сторону двигались α-частицы?
• Почему треки α-частицы искривлены?
• Как был направлен вектор магнитной индукции?
• Почему изменяется радиус кривизны и толщина треков α-частиц к концу их пробега?

• Почему трек электрона имеет форму спирали?
• В каком направлении двигался электрон?
• Как был направлен вектор магнитной индукции?  

• Почему трек ядер имеет разную толщину?
• Какой трек принадлежит ядру атома магния, кальция, железа?
• Какой вывод можно сделать из сравнения толщины треков ядер атомов различных элементов?
• Чем отличаются треки частиц, полученные в фотоэмульсии, от треков частиц полученных в пузырьковой камере и камере Вильсона?