Métodos para registrar partículas elementares baseiam-se no uso de sistemas em estado instável de longa duração, nos quais ocorre uma transição para um estado estável sob a influência de uma partícula carregada voadora.

Contador Geiger.

contador Geiger- um detector de partículas, cujo funcionamento se baseia na ocorrência de uma descarga elétrica independente em um gás quando uma partícula entra em seu volume. Inventado em 1908 por H. Geiger e E. Rutherford, foi posteriormente melhorado por Geiger e Muller.

Um contador Geiger consiste em um cilindro de metal - o cátodo - e um fio fino esticado ao longo de seu eixo - o ânodo, encerrado em um volume selado cheio de gás (geralmente argônio) sob uma pressão de cerca de 100-260 GPa (100-260 mm Hg). Uma tensão da ordem de 200-1000 V é aplicada entre o cátodo e o ânodo. Uma partícula carregada, ao entrar no volume do contador, forma um certo número de pares elétron-íon, que se movem para os eletrodos correspondentes e em um. alta tensão no caminho livre médio (no caminho para a próxima tabela) ganham energia excedendo a energia de ionização e ionizam moléculas de gás. Uma avalanche é formada, a corrente no circuito aumenta. A partir da resistência da carga, um pulso de tensão é fornecido ao dispositivo de gravação. Um aumento acentuado na queda de tensão na resistência da carga leva a uma diminuição acentuada na tensão entre o ânodo e o cátodo, a descarga para e o tubo está pronto para registrar a próxima partícula.

Um contador Geiger registra principalmente elétrons e γ-quanta (este último, porém, com a ajuda de material adicional aplicado nas paredes do recipiente, do qual os γ-quanta eliminam os elétrons).

Câmara Wilson.

Câmara Wilson- faixa (do inglês. acompanhar— traço, trajetória) detector de partículas. Criado por Charles Wilson em 1912. Com a ajuda da câmara de Wilson, uma série de descobertas foram feitas na física nuclear e na física de partículas elementares, como a descoberta de extensas chuvas de ar (na região dos raios cósmicos) em 1929, o pósitron em 1932, detecção de vestígios de múons, descoberta de partículas estranhas. Posteriormente, a câmara de Wilson foi praticamente substituída pela câmara de bolhas por ser mais rápida. Uma câmara de nuvens é um recipiente cheio de água ou vapor de álcool próximo da saturação (ver figura). Sua ação baseia-se na condensação de vapor supersaturado (água ou álcool) sobre íons formados por uma partícula passante. O vapor supersaturado será criado por um abaixamento acentuado do pistão (ver figura) (o vapor na câmara se expande adiabaticamente, resultando em um aumento acentuado de sua temperatura).

Gotículas de líquido depositadas sobre os íons tornam visível o traço da partícula voadora - a trilha, que permite fotografá-la. A partir do comprimento da pista, você pode determinar a energia da partícula, e a partir do número de gotas por unidade de comprimento da pista, você pode estimar sua velocidade. Colocar uma câmera em um campo magnético permite determinar, a partir da curvatura da trilha, a relação entre a carga da partícula e sua massa (proposta pela primeira vez pelos físicos soviéticos P. L. Kapitsa e D. V. Skobeltsyn).

Câmara de bolhas.

Câmara de bolhas- um dispositivo para registrar traços (rastros) de partículas carregadas, cuja ação se baseia na ebulição de um líquido superaquecido ao longo da trajetória da partícula.

A primeira câmara de bolhas (1954) era uma câmara metálica com janelas de vidro para iluminação e fotografia, cheia de hidrogênio líquido. Posteriormente, foi criado e aprimorado em todos os laboratórios do mundo equipados com aceleradores de partículas carregadas. A partir de um cone com volume de 3 cm 3, o tamanho da câmara de bolhas atingiu vários metros cúbicos. A maioria das câmaras de bolhas tem volume de 1 m3. Pela invenção da câmara de bolhas, Glaser recebeu o Prêmio Nobel em 1960.

O ciclo operacional da câmara do frasco é 0,1. Sua vantagem sobre uma câmara de nuvens é a maior densidade da substância de trabalho, o que possibilita o registro de partículas de alta energia.

Partículas elementares, assim como micropartículas complexas (a, d, etc.), podem ser observadas graças aos vestígios que deixam ao passar pela matéria. A natureza dos traços permite julgar o sinal da carga da partícula, sua energia, momento, etc. Partículas carregadas causam ionização de moléculas ao longo de seu caminho. As partículas neutras não deixam vestígios, mas podem revelar-se no momento do decaimento em partículas carregadas ou no momento da colisão com qualquer núcleo. Consequentemente, as partículas neutras também são detectadas pela ionização causada pelas partículas carregadas que geram.

Os instrumentos utilizados para registrar partículas ionizantes são divididos em dois grupos. O primeiro grupo é composto por dispositivos que registram a passagem de uma partícula e, além disso, permitem em alguns casos avaliar sua energia. O segundo grupo inclui dispositivos de rastreamento, ou seja, dispositivos que permitem observar vestígios (rastros) de partículas na matéria.

Os instrumentos de registro incluem câmaras de ionização e contadores de descarga de gás (ver § 82 do 2º volume), bem como contadores Cherenkov (ver § 147 do 2º volume), contadores de cintilação e contadores de semicondutores.

A operação dos contadores de cintilação baseia-se no fato de que uma partícula carregada voando através de uma substância causa não apenas ionização, mas também excitação de átomos. Voltando ao seu estado normal, os átomos emitem luz visível. As substâncias nas quais partículas carregadas excitam um flash de luz perceptível (cintilação) são chamadas de fósforos. O contador de cintilação consiste em fósforo, a partir do qual a luz é fornecida através de um guia de luz especial para um tubo fotomultiplicador. Os pulsos obtidos na saída do fotomultiplicador são contados. Também é determinada a amplitude dos pulsos (que é proporcional à intensidade dos flashes de luz), o que fornece informações adicionais sobre as partículas detectadas.

Um contador semicondutor é um diodo semicondutor ao qual é aplicada uma tensão de tal sinal que a maioria dos portadores de corrente são afastados da camada de transição. Portanto, em condições normais o diodo está desligado. Ao passar pela camada de transição, uma partícula carregada rapidamente gera elétrons e buracos, que são sugados para os eletrodos.

Como resultado, surge um impulso elétrico, proporcional ao número de portadores de corrente gerados pela partícula.

Os contadores são frequentemente combinados em grupos e ativados de forma que apenas sejam registrados eventos registrados simultaneamente por vários dispositivos ou, inversamente, por apenas um deles. No primeiro caso, dizem que os contadores são acionados segundo um esquema de coincidência, no segundo - segundo um esquema de coincidência. Usando vários esquemas de inclusão, é possível selecionar entre uma variedade de fenômenos aquele que é de interesse. Por exemplo, dois contadores (preço 75.1), instalados um após o outro e ligados de acordo com um esquema de coincidência, registrarão uma partícula voando ao longo de seu eixo comum e não registrarão as partículas 2 e 3:

Os instrumentos de rastreamento incluem câmaras de nuvens, câmaras de difusão, câmaras de bolhas, câmaras de faísca e câmaras de emulsão.

Câmara Wilson. Este dispositivo foi criado pelo físico inglês C. Wilson em 1912. O caminho dos íons traçado por uma partícula carregada voadora torna-se visível em uma câmara de nuvens, porque o vapor supersaturado de um líquido se condensa nos íons. O dispositivo não funciona continuamente, mas sim em ciclos. O tempo de sensibilidade relativamente curto da câmera alterna com um tempo morto (100-1000 vezes mais longo), durante o qual a câmera se prepara para o próximo ciclo operacional. A supersaturação é alcançada devido ao resfriamento repentino causado por uma expansão acentuada (adiabática) da mistura de trabalho consistindo de gás não condensável (hélio, nitrogênio, argônio) e vapor de água, álcool etílico, etc. vários pontos) fotografando o volume de trabalho da câmera. Fotografias estéreo permitem recriar a imagem espacial de um fenômeno registrado. Como a relação entre o tempo de sensibilidade e o tempo morto é muito pequena, às vezes é necessário tirar dezenas de milhares de fotos antes que qualquer evento com pequena probabilidade seja registrado. Para aumentar a probabilidade de observação de eventos raros, são utilizadas câmaras de nuvens controladas, nas quais o funcionamento do mecanismo de expansão é controlado por contadores de partículas incluídos em um circuito eletrônico que isola o evento desejado.

Se você colocar uma câmara de nuvens entre os pólos de um eletroímã, suas capacidades serão bastante expandidas.

Pela curvatura da trajetória provocada pela ação do campo magnético é possível determinar o sinal da carga da partícula e seu momento. Como exemplo de uma fotografia obtida utilizando uma câmara de nuvens colocada num campo magnético, a Fig. 77.3 (p. 277), que mostra as trilhas de um elétron e de um pósitron.

Câmara de difusão. Tal como na câmara de nuvens, a substância de trabalho na câmara de difusão é o vapor supersaturado. Porém, o estado de supersaturação não é criado pela expansão adiabática, mas como resultado da difusão do vapor de álcool da tampa da câmara localizada a uma temperatura de ~ 10 ° C para o fundo resfriado com dióxido de carbono sólido (temperatura -70 ° C ). Não muito longe do fundo, aparece uma camada de vapor supersaturado, com vários centímetros de espessura. As trilhas são formadas nesta camada. Ao contrário de uma câmara de nuvens, uma câmara de difusão opera continuamente.

Câmara de bolhas. Na câmara de bolhas inventada por D. A. Glezer em 1952, os vapores supersaturados são substituídos por um líquido transparente superaquecido (ou seja, um líquido sob pressão externa menor que a pressão de seus vapores saturados; ym. § 124 do 1º volume). Uma partícula ionizante voando através da câmara causa uma fervura violenta do líquido, como resultado do traço da partícula é indicado por uma cadeia de bolhas de vapor - um rastro é formado. A câmara de bolhas, assim como a câmara de Wilson, opera em ciclos. A câmara é iniciada por uma diminuição acentuada (alívio) da pressão, como resultado da qual o fluido de trabalho passa para um estado de superaquecimento metaestável. Hidrogênio, xenônio, propano e algumas outras substâncias são usados ​​​​como fluido de trabalho, que serve simultaneamente como alvo para partículas que voam através dele. O volume de trabalho das câmaras chega a 30 m3.

Câmara de faísca. Em 1957, Cranschau e de Beer projetaram um dispositivo para registrar as trajetórias de partículas carregadas, denominado câmara de faísca. O dispositivo consiste em um sistema de eletrodos metálicos planos paralelos entre si (Fig. 75.2). Os eletrodos são conectados através de um. Um grupo de eletrodos é aterrado e um pulso de alta tensão de curto prazo (pulso de alta tensão) é aplicado periodicamente ao outro.

Se, no momento da aplicação do pulso, uma partícula ionizante voar pela câmara, seu caminho será marcado por uma cadeia de faíscas saltando entre os eletrodos. O dispositivo inicia automaticamente com o auxílio de contadores adicionais acionados segundo o esquema de coincidência, que registram a passagem das partículas em estudo pelo volume de trabalho da câmara.

Um tipo mais avançado de câmara de faísca é a câmara de serpentina. Nesta câmara, a alta tensão é removida antes que a faísca tenha tempo de se desenvolver completamente.

Portanto, surgem apenas faíscas embrionárias, que formam um traço claro.

Câmara de emulsão. Os físicos soviéticos L.V. Mysovsky e A.P. Zhdanov foram os primeiros a usar placas fotográficas para registrar micropartículas. Partículas carregadas têm o mesmo efeito na emulsão fotográfica que os fótons. Portanto, após o desenvolvimento da placa na emulsão, um traço visível (rastro) da partícula voadora é formado. A desvantagem do método da placa fotográfica era a pequena espessura da camada de emulsão, resultando apenas na obtenção de rastros de partículas voando paralelamente ao plano da camada. Nas câmaras de emulsão, embalagens espessas (pesando até várias dezenas de quilogramas e várias centenas de milímetros de espessura), compostas por camadas individuais de emulsão fotográfica (sem substrato), são expostas à irradiação. Após a irradiação, a embalagem é desmontada em camadas, cada uma das quais é revelada e visualizada ao microscópio. Para poder traçar o caminho de uma partícula ao passar de uma camada para outra, antes de desmontar o pacote, a mesma grade de coordenadas é aplicada a todas as camadas por meio de raios X. As trilhas de partículas obtidas desta forma são mostradas na Fig. 75.3, que mostra a transformação sequencial do -méson em múon e depois em pósitron.

Relatório:

Métodos para registrar partículas elementares

1) Contador Geiger de descarga de gás

Um contador Geiger é um dos dispositivos mais importantes para contagem automática de partículas.

O contador consiste em um tubo de vidro revestido internamente por uma camada metálica (cátodo) e um fino fio metálico que corre ao longo do eixo do tubo (ânodo).

O tubo está cheio de gás, geralmente argônio. O contador opera com base na ionização por impacto. Uma partícula carregada (elétron, partícula £, etc.), voando através de um gás, remove elétrons dos átomos e cria íons positivos e elétrons livres. O campo elétrico entre o ânodo e o cátodo (alta tensão é aplicada a eles) acelera os elétrons até uma energia na qual começa a ionização por impacto. Ocorre uma avalanche de íons e a corrente através do contador aumenta acentuadamente. Neste caso, um pulso de tensão é gerado através do resistor de carga R, que é alimentado ao dispositivo de gravação. Para que o contador registre a próxima partícula que o atingir, a descarga da avalanche deve ser extinta. Isso acontece automaticamente. Como no momento em que o pulso de corrente aparece, a queda de tensão no resistor de descarga R é grande, a tensão entre o ânodo e o cátodo diminui drasticamente - tanto que a descarga para.

Um contador Geiger é usado principalmente para registrar elétrons e quanta Y (fótons de alta energia). No entanto, os quanta Y não são registrados diretamente devido à sua baixa capacidade ionizante. Para detectá-los, a parede interna do tubo é revestida com um material do qual os quanta Y eliminam elétrons.

O contador registra quase todos os elétrons que entram nele; Quanto ao Y-quanta, ele registra aproximadamente apenas um Y-quanta em cem. O registro de partículas pesadas (por exemplo, partículas £) é difícil, pois é difícil fazer uma “janela” suficientemente fina no contador que seja transparente para essas partículas.

2) Câmara Wilson

A ação de uma câmara de nuvens é baseada na condensação de vapor supersaturado em íons para formar gotículas de água. Esses íons são criados ao longo de sua trajetória por uma partícula carregada em movimento.

O dispositivo é um cilindro com pistão 1 (Fig. 2), coberto por uma tampa plana de vidro 2. O cilindro contém vapores saturados de água ou álcool. A droga radioativa 3 em estudo é introduzida na câmara, formando íons no volume de trabalho da câmara. Quando o pistão desce bruscamente, ou seja, Durante a expansão adiabática, o vapor esfria e fica supersaturado. Neste estado, o vapor condensa facilmente. Os centros de condensação tornam-se íons formados por uma partícula voando naquele momento. É assim que aparece na câmera um rastro (trilha) nebuloso (Fig. 3), que pode ser observado e fotografado. A pista existe por décimos de segundo. Ao retornar o pistão à sua posição original e remover os íons com um campo elétrico, a expansão adiabática pode ser realizada novamente. Assim, experimentos com a câmera podem ser realizados repetidamente.

Se a câmera for colocada entre os pólos de um eletroímã, as capacidades da câmera para estudar as propriedades das partículas se expandem significativamente. Neste caso, a força de Lorentz atua sobre a partícula em movimento, o que permite determinar o valor da carga da partícula e seu momento a partir da curvatura da trajetória. A Figura 4 mostra uma possível versão de decifração de fotografias de trilhas de elétrons e pósitrons. O vetor de indução B do campo magnético é direcionado perpendicularmente ao plano de desenho atrás do desenho. O pósitron desvia para a esquerda e o elétron para a direita.

3) Câmara de bolhas

Difere de uma câmara de nuvens porque os vapores supersaturados no volume de trabalho da câmara são substituídos por líquido superaquecido, ou seja, um líquido que está sob pressão menor que sua pressão de vapor saturado.

Voando através de tal líquido, uma partícula provoca o aparecimento de bolhas de vapor, formando assim um rastro (Fig. 5).

No estado inicial, o pistão comprime o líquido. Com uma diminuição acentuada da pressão, o ponto de ebulição do líquido é inferior à temperatura ambiente.

O líquido torna-se instável (superaquecido). Isso garante o aparecimento de bolhas ao longo do caminho da partícula. Hidrogênio, xenônio, propano e algumas outras substâncias são usados ​​como mistura de trabalho.

A vantagem da câmara de bolhas sobre a câmara de Wilson se deve à maior densidade da substância de trabalho. Como resultado, os caminhos das partículas revelam-se bastante curtos e até partículas de energias elevadas ficam presas na câmara. Isto permite observar uma série de transformações sucessivas de uma partícula e as reações que ela causa.

4) Método de emulsão de filme espesso

Para detectar partículas, juntamente com câmaras de nuvens e câmaras de bolhas, são utilizadas emulsões fotográficas de camada espessa. Efeito ionizante de partículas de carga rápida na emulsão de placas fotográficas. A emulsão fotográfica contém um grande número de cristais microscópicos de brometo de prata.

Uma partícula carregada rapidamente, penetrando no cristal, remove elétrons de átomos de bromo individuais. Uma cadeia desses cristais forma uma imagem latente. Quando a prata metálica aparece nesses cristais, a cadeia de grãos de prata forma um rastro de partículas.

O comprimento e a espessura da trilha podem ser usados ​​para estimar a energia e a massa da partícula. Devido à alta densidade da emulsão fotográfica, as trilhas são muito curtas, mas na hora de fotografar podem ser ampliadas. A vantagem da emulsão fotográfica é que o tempo de exposição pode ser tão longo quanto desejado. Isso permite que eventos raros sejam registrados. Também é importante que, devido ao alto poder de parada da fotoemulsão, o número de reações interessantes observadas entre partículas e núcleos aumente.

• 12º ano.

Objetivo da lição:

• Explicar aos alunos a estrutura e princípio de funcionamento das instalações de registo e estudo de partículas elementares.

“Você não precisa ter medo de nada, você só precisa entender o desconhecido.” Maria Curie.

• Atualizando conhecimentos básicos:
• O que é um “átomo”?
• Quais são suas dimensões?
• Que modelo de átomo Thomson propôs?
• Que modelo de átomo Rutherford propôs?
• Por que o modelo de Rutherford foi chamado de “Modelo Planetário da Estrutura Atômica”?

Qual é a estrutura do núcleo atômico?

• Tópico da lição:

• Métodos de observação e registo de partículas elementares.

• O átomo é “indivisível” (Demócrito).

• Molécula

• substância

• microcosmo

• macrocosmo

• megamundo

• Física clássica

Física quântica

• Como estudar e observar o micromundo?

• Como estudar e observar o micromundo?

Problema!

• Começamos a estudar a física do núcleo atômico, considerando suas diversas transformações e radiação nuclear (radioativa). Esta área do conhecimento é de grande importância científica e prática.
• Variedades radioativas de núcleos atômicos receberam inúmeras aplicações na ciência, medicina, tecnologia e agricultura.
• Hoje veremos dispositivos e métodos de registro que permitem detectar micropartículas, estudar suas colisões e transformações, ou seja, fornecem todas as informações sobre o microcosmo e, com base nisso, sobre as medidas de proteção radiológica.
• Eles nos fornecem informações sobre o comportamento e as características das partículas: o sinal e a magnitude da carga elétrica, a massa dessas partículas, sua velocidade, energia, etc. Com a ajuda de instrumentos de registro, os cientistas conseguiram adquirir conhecimento sobre o “micromundo”.

Um dispositivo de gravação é um sistema macroscópico complexo que pode estar em estado instável. Com uma pequena perturbação causada pela passagem de uma partícula, inicia-se o processo de transição do sistema para um novo estado mais estável. Este processo permite registrar uma partícula.

• Um dispositivo de gravação é um sistema macroscópico complexo que pode estar em estado instável. Com uma pequena perturbação causada pela passagem de uma partícula, inicia-se o processo de transição do sistema para um novo estado mais estável. Este processo permite registrar uma partícula.
• Atualmente, muitos métodos diferentes de detecção de partículas são usados.

• contador Geiger

• Câmara Wilson

• Câmara de bolhas

• Fotográfico

• emulsões

• Cintilação
• método

• Métodos para observar e registrar partículas elementares

• Câmara de faísca

• Dependendo dos objetivos do experimento e das condições em que ele é realizado, são utilizados determinados dispositivos de registro, que se diferenciam em suas características principais.

Ao estudar o material, você preencherá a tabela.

Nome do método	Princípio de funcionamento	Vantagens, Imperfeições	Finalidade deste dispositivo

• Use F – 12º ano, § 33, A.E.Maron, G.Ya. Myakishev, E. G. Dubitskaya

Contador Geiger:

• serve para contar o número de partículas radioativas (principalmente elétrons).

• Este é um tubo de vidro cheio de gás (argônio) com dois eletrodos internos (cátodo e ânodo). Quando uma partícula passa, ocorre ionização de impacto de gás e ocorre um pulso de corrente elétrica.

• Dispositivo:

• Propósito:

• Vantagens:-1. compacidade -2. eficiência -3. desempenho -4. alta precisão (10OO partículas/s).

• Cátodo.

• Tubo de vidro

• Onde é utilizado: - registro de contaminação radioativa no solo, em instalações, roupas, produtos, etc. - em instalações de armazenamento de materiais radioativos ou com reatores nucleares em operação - na busca por depósitos de minério radioativo (U - urânio, Th - tório).

• Contador Geiger.

1882 O físico alemão Wilhelm Geiger.

• 1882 O físico alemão Wilhelm Geiger.

• Diferentes tipos de contadores Geiger.

Câmara Wilson:

• serve para observar e fotografar vestígios da passagem de partículas (rastros).

• Propósito:

• O volume interno da câmara é preenchido com álcool ou vapor d'água em estado supersaturado: quando o pistão é abaixado, a pressão dentro da câmara diminui e a temperatura diminui, como resultado de um processo adiabático, forma-se vapor supersaturado. Após a passagem da partícula, gotículas de umidade se condensam e um rastro é formado - um traço visível.

• Placa de vidro

O aparelho foi inventado em 1912 pelo físico inglês Wilson para observar e fotografar vestígios de partículas carregadas. Ele recebeu o Prêmio Nobel em 1927.

• O aparelho foi inventado em 1912 pelo físico inglês Wilson para observar e fotografar vestígios de partículas carregadas. Ele recebeu o Prêmio Nobel em 1927.
• Os físicos soviéticos P.L. Kapitsa e D.V. Skobeltsin propuseram colocar uma câmara de nuvens em um campo magnético uniforme.

Propósito:

• Ao colocar a câmera em um campo magnético, você pode determinar a partir da trilha: energia, velocidade, massa e carga da partícula. De acordo com o comprimento e espessura da pista, de acordo com sua curvatura em um campo magnético é determinado características de uma partícula radioativa que passa. Por exemplo, 1. uma partícula alfa fornece uma trilha sólida e espessa, 2. um próton - uma trilha fina, 3. um elétron - uma trilha pontilhada.

• Várias vistas de câmaras de nuvens e fotografias de rastros de partículas.

Câmara de Bolhas:

• Variante da câmara de Wilson.

• Quando o pistão cai bruscamente, o líquido sob alta pressão entra em um estado de superaquecimento. Quando uma partícula se move rapidamente ao longo da pista, formam-se bolhas de vapor, ou seja, o líquido ferve e a pista fica visível.

• Vantagens sobre uma câmara de nuvens: - 1. alta densidade do meio, portanto trilhas curtas - 2. partículas ficam presas na câmara e observação adicional de partículas pode ser realizada -3. maior velocidade.

• 1952 D. Glazer.

• Várias vistas da câmara de bolhas e fotografias de rastros de partículas.

Método de emulsão de filme espesso:

• 20 anos L. V. Mysovsky, A. P. Zhdanov.
• - serve para registro de partículas – permite registrar fenômenos raros devido ao longo tempo de exposição. A emulsão fotográfica contém um grande número de microcristais de brometo de prata. As partículas que chegam ionizam a superfície das fotoemulsões. Cristais de AgBr (brometo de prata) se desintegram sob a influência de partículas carregadas e, quando revelados, um traço da passagem da partícula - um rastro - é revelado. Com base no comprimento e na espessura da pista, a energia e a massa das partículas podem ser determinadas.

o método tem as seguintes vantagens:

• o método tem as seguintes vantagens:
• 1. Pode registrar as trajetórias de todas as partículas que voam através da placa fotográfica durante o tempo de observação.
• 2. A chapa fotográfica está sempre pronta para uso (a emulsão não necessita de procedimentos que a coloquem em condições de funcionamento).
• 3. A emulsão possui grande capacidade de frenagem devido à sua alta densidade.
• 4. Fornece um traço da partícula que não desaparece, que pode então ser cuidadosamente estudado.

Desvantagens do método: 1. duração e 2. complexidade do processamento químico de placas fotográficas e 3. o mais importante, leva muito tempo para examinar cada placa em um microscópio potente.

• Desvantagens do método: 1. duração e 2. complexidade do processamento químico de placas fotográficas e 3. o mais importante, leva muito tempo para examinar cada placa em um microscópio potente.

Método de cintilação

• Este método (Rutherford) utiliza cristais para gravação. O dispositivo consiste em um cintilador, um fotomultiplicador e um sistema eletrônico.

"Métodos para registrar partículas carregadas." (vídeo). Métodos de registro de partículas:

• Método de cintilação

• Método de ionização por impacto

• Condensação de vapor em íons

• Método de emulsão de filme espesso

• Partículas que caem em uma tela coberta por uma camada especial causam flashes que podem ser observados ao microscópio.

• Contador Geiger de descarga de gás

• Câmara de Wilson e câmara de bolhas

• Ioniza a superfície das fotoemulsões

• Vamos repetir:

Reflexão:

• 1. Que tema da lição estudamos hoje?
• 2 Que objetivos estabelecemos antes de estudar o tema?
• 3. Alcançamos o nosso objetivo?
• 4. Qual o significado do lema que escolhemos para a nossa aula?
• 5. Você entendeu o tema da aula, por que o conhecemos?

Resumo da lição:

• 1. Verificamos juntos o seu trabalho através da tabela, avaliamos juntos e damos uma nota, levando em consideração o seu trabalho na aula.

Literatura usada:

• 1. Recursos da Internet.
• 2. F -12ª série, A.E. Myakishev, G.Ya.

Métodos de rastreamento. Uma partícula carregada, movendo-se num gás, ioniza-o, criando uma cadeia de íons ao longo de seu caminho. Se criado em gás corte salto de pressão, então o vapor supersaturado se deposita nesses íons, como nos centros de condensação, formando uma cadeia de gotículas de líquido - acompanhar.
UM) Câmara Wilson (Inglês) 1912
1) um recipiente cilíndrico de vidro coberto com vidro na parte superior;
2) o fundo da embarcação é coberto com uma camada de veludo ou pano preto úmido;
H) uma malha sobre a superfície da qual se forma vapor saturado.
4) um pistão, quando abaixado rapidamente, ocorre uma expansão adiabática do gás, que é acompanhada
Ao diminuir a temperatura, o vapor fica super-resfriado (supersaturado).
Partículas carregadas formadas durante o decaimento radioativo, voando através do gás, criam uma cadeia de íons ao longo de seu caminho. Quando o pistão é abaixado, gotículas de líquido se formam nesses íons, como nos centros de condensação. Assim, durante o vôo, a partícula deixa um rastro (rastro) que é claramente visível e pode ser fotografado. A espessura e o comprimento da trilha são usados ​​para avaliar a massa e a energia da partícula.
P.L. Kapitsa e D.V. Skobeltsyn sugeriu colocar a câmera em um campo magnético. Uma partícula carregada movendo-se em um campo magnético está sujeita à força de Lorentz, o que leva a uma curvatura da pista. Com base na forma da pista e na natureza de sua curvatura, pode-se calcular o momento da partícula e sua massa y, bem como determinar o sinal da carga de frequência.

B) Câmara de bolhas Glaser(EUA) 1952
A trilha ocorre em líquido superaquecido. A câmara de bolhas, como a câmara de Wilson, está em condições de funcionamento no momento de um forte aumento de pressão. As câmaras de bolhas também são colocadas em um forte campo magnético, que curva as trajetórias das partículas.
Partículas neutras não deixam rastros, mas também podem ser detectadas usando uma câmara de nuvens ou uma câmara de bolhas usando efeitos secundários. Portanto, se uma partícula neutra decai em duas (ou mais) partículas carregadas voando em direções diferentes, então, estudando os rastros das partículas secundárias e determinando suas energias e momentos, é possível determinar as propriedades da partícula neutra primária usando leis de conservação. .
B) Método de emulsões fotográficas de paredes espessas (1928, Mysovsky e Jdanov)
Baseia-se na utilização do escurecimento dos grãos de brometo de prata que fazem parte da camada fotográfica sob a influência de partículas carregadas que passam perto deles. Após a revelação da emulsão fotográfica, nelas podem ser observados rastros dessas peças. As fotoemulsões nucleares são utilizadas na forma de camadas com espessura de 0,5 a 1 mm. Isso torna possível estudar as trajetórias de partículas de alta energia. Uma vantagem significativa do método de fotoemulsão, além da facilidade de uso, é que auxilia na obtenção que não desaparece um traço de partícula que pode então ser cuidadosamente estudado. O método das emulsões fotográficas nucleares é amplamente utilizado no estudo das propriedades de novas partículas elementares e no estudo da radiação cósmica.
Método contando números partículas. Como um dos primeiros e mais simples dispositivos para registro de partículas foi utilizada uma tela revestida com uma composição luminescente. Naquele ponto da tela onde uma partícula com energia suficientemente alta atinge, ocorre um flash - cintilação.

A) Spintaroscópio. Em 1903, W. Crookes descobriu que quando as partículas alfa atingem substâncias fluorescentes, elas causam flashes fracos de luz - as chamadas cintilações. Cada flash caracterizou a ação de uma partícula. O design de um dispositivo simples projetado para registrar partículas alfa individuais. As partes principais de um espintariscópio são uma tela revestida com uma camada de sulfeto de zinco e uma lupa de foco curto. A droga radioativa alfa é colocada na extremidade da haste aproximadamente oposta ao meio da tela. Quando uma partícula alfa atinge um cristal de sulfeto de zinco, ocorre um flash de luz, que pode ser detectado quando observado através de uma lupa.
O processo de conversão da energia cinética de uma partícula carregada rapidamente na energia de um flash de luz é chamado cintilação.
B) Contadores Geiger- Mueller (Alemão) 1928
Os medidores de descarga de gás operam com base no princípio de registrar uma descarga de gás independente que ocorre quando uma partícula carregada voa através do volume de trabalho do medidor. AO contrário de uma câmara de ionização, que registra a intensidade total de um feixe de partículas carregadas, um contador Geiger-Müller registra cada partícula separadamente. Cada flash atua no fotocátodo do multiplicador de elétrons e expulsa elétrons dele. Este último, passando por uma série de estágios multiplicadores, forma um pulso de corrente na saída, que é então alimentado na entrada do amplificador e aciona um contador. A intensidade dos pulsos individuais pode ser observada em um osciloscópio. Não apenas o número de partículas é determinado, mas também a sua distribuição de energia.
Câmara de ionização. Para medir doses de radiação ionizante, câmaras de ionização. A câmara de ionização é um capacitor cilíndrico com ar ou outro gás entre os eletrodos. Usando uma fonte de tensão constante, um campo elétrico é criado entre os eletrodos da câmara. Em condições normais, há muito poucas cargas gratuitas no ar, portanto o dispositivo de medição conectado ao circuito da câmera não detecta corrente. Quando o volume de trabalho da câmara de ionização é irradiado com radiação ionizante, ocorre a ionização do ar. Os íons positivos e negativos se movem sob a influência de um campo elétrico. A intensidade da corrente de ionização na câmara é geralmente uma fração de microampere. Para medir essas CORRENTES fracas, são usados ​​circuitos de amplificação especiais.
Com a ajuda de câmaras de ionização, qualquer tipo de radiação nuclear pode ser registrada.

65. Descoberta de radioatividade. Radioatividade natural. Tipos de radiação radioativa.

A radioatividade é o resultado de processos que ocorrem dentro dos átomos de uma substância.
Desintegração espontânea atômico núcleos de elementos radioativos, atendem que ocorre em condições naturais é chamado de radioatividade natural.

Tipos: - os raios, um átomo de hélio totalmente ionizado, passando por uma substância, são desacelerados devido à ionização e excitação de átomos e moléculas, bem como à dissociação de moléculas, e são levemente desviados em um campo elétrico e magnético.

- raios, um fluxo de elétrons, para retardar a radiação beta é necessária uma camada de metal com 3 cm de espessura, eles se desviam fortemente no campo elétrico e magnético.

- os raios, radiação eletromagnética de ondas curtas, com poder de penetração muito maior que a radiação de raios X, não são desviados.