Презентация "Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц" 9 класс

Методы Методы наблюдения и наблюдения и регистрации регистрации элементарных элементарных Вид урока: лекция с элементами эвристической беседы лекция с элементами эвристической беседы Вид урока: Цель: способствовать формированию информационно – способствовать формированию информационно – Цель: коммуникативной компетенции коммуникативной компетенции Задача: рассмотреть приборы для регистрации и рассмотреть приборы для регистрации и Задача: наблюдения элементарных частиц наблюдения элементарных частиц частиц частиц 6868

Можно ли «глазом» увидеть Можно ли «глазом» увидеть атомные ядра и частицы, атомные ядра и частицы, испускаемые из них при испускаемые из них при ядерных реакциях? ядерных реакциях? Для исследования строения Для исследования строения атомных ядер понадобились атомных ядер понадобились приборы, которые могли приборы, которые могли регистрировать ядра и регистрировать ядра и различные частицы различные частицы

Пузырьков Пузырьков ая камера ая камера   Сцинтилляционный Сцинтилляционный метод метод Фотографичес Фотографичес эмульсии киекие эмульсии Методы наблюдения и Методы наблюдения и элементарных частиц элементарных частиц регистрации регистрации Ионизационная Ионизационная камера камера Счётчик Гейгера Счётчик Гейгера Камера Вильсона Камера Вильсона

Метод сцинтилляций Метод сцинтилляций Подсчёт частиц методом вспышек. методом вспышек. Подсчёт частиц Стеклянный экран покрывают тонким слоем Стеклянный экран покрывают тонким слоем специального вещества специального вещества В местах попадания на экран частицы, В местах попадания на экран частицы, возникает вспышка, наблюдаемая с помощью возникает вспышка, наблюдаемая с помощью микроскопа микроскопа откачан воздух откачан воздух Вся установка помещается в сосуд, из которого Вся установка помещается в сосуд, из которого Недостаток: результат подсчёта зависит от результат подсчёта зависит от Недостаток: остроты зрения наблюдателя остроты зрения наблюдателя

**автоматич подсчёт автоматич подсчёт *действие основано на *действие основано на ударной ионизации ударной ионизации **электроны и γ-кванты электроны и γ-кванты R + ­ К усилителю К усилителю Газоразрядный Газоразрядный счётчик Гейгера счётчик Гейгера В счетчике имеются В счетчике имеются катод в виде в виде катод цилиндра и аноданод в в цилиндра и виде тонкой виде тонкой проволоки по оси проволоки по оси цилиндра. цилиндра. Пространство Пространство между катодом и между катодом и анодом анодом заполняется заполняется специальной специальной смесью газов. . смесью газов Между катодом и Между катодом и анодом анодом Регистрация сложных частиц затруднена.. Регистрация сложных частиц затруднена прикладывается прикладывается напряжение.. напряжение Стеклянная трубка Стеклянная трубка АнодАнод Катод Катод

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

Камеру Вильсона можно Камеру Вильсона можно назвать ““окном окном”” в в назвать микромир. Она . Она микромир представляет собой представляет собой герметически закрытый герметически закрытый сосуд, заполненный сосуд, заполненный парами воды или парами воды или спиртами близкими к спиртами близкими к насыщению. насыщению. *частица оставляет следслед *частица оставляет *действие основано на *действие основано на конденсации конденсации перенасыщ пара на перенасыщ пара на ионах с образованием ионах с образованием капелек воды капелек воды трек – – след **трек след пролетевшей частицы пролетевшей частицы Камера Камера Вильсона Вильсона Стеклянная Стеклянная пластина пластина поршень поршень вентиль вентиль

Если частицы Если частицы проникают в камеру, проникают в камеру, то на её пути то на её пути возникают капельки капельки возникают водыводы. Эти капельки . Эти капельки образуют видимый образуют видимый следслед пролетевшей пролетевшей частицы- трек. По частицы- трек. По длине трека можно длине трека можно определить энергию определить энергию частицы, а по числу частицы, а по числу капелек на единицу капелек на единицу длины оценивается длины оценивается её скорость. Трек её скорость. Трек имеет кривизну. имеет кривизну.

*чем длиннее трек, тем больше *чем длиннее трек, тем больше энергия частицы энергия частицы *чем толще трек, тем больше *чем толще трек, тем больше заряд заряд *чем больше капелек воды на *чем больше капелек воды на единицу длины трека, тем единицу длины трека, тем меньше скорость меньше скорость *чем больше кривизна трека, *чем больше кривизна трека, тем больше заряд частицы и тем больше заряд частицы и меньше масса меньше масса

Пузырьков Пузырьков аяая камера камера поршен поршен ьь При понижении При понижении *для обнаружения *для обнаружения давления жидкость в давления жидкость в камере переходит в камере переходит в перегретое состояние.  перегретое состояние. треков используют треков используют перегретую жид-ть => перегретую жид-ть => на ионах появляются на ионах появляются пузырьки пара пузырьки пара **преимущества преимущества:: большая плотность большая плотность рабочего вещ-ва => рабочего вещ-ва => пробеги частиц короче пробеги частиц короче => частицы даже => частицы даже больших энергий больших энергий застревают в камере застревают в камере

Траектории заряжённых Траектории заряжённых частиц частиц Пролёт Пролёт частицы частицы вызывает вызывает образован образован ие ие цепочки цепочки капель, капель, которые которые можно можно сфотогра сфотогра фировать. фировать

Фотографические Фотографические эмульсии эмульсии *видим треки *видим треки *из-за большой плотности треки короткие, но при *из-за большой плотности треки короткие, но при фотографировании их можно увеличить фотографировании их можно увеличить преимущества:: время экспозиции может быть сколь угодно большим **преимущества время экспозиции может быть сколь угодно большим 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.

Ионизационная Ионизационная камера камера В ионизационной В ионизационной камере между камере между двумя двумя электродами электродами находится воздух воздух находится при атмосферном при атмосферном давлении. Между . Между давлении электродами электродами подаётся подаётся постоянное постоянное напряжение. Сила . Сила напряжение тока в камере тока в камере пропорциональна пропорциональна количеству ионов. количеству ионов.