วิธีการสังเกตและบันทึกอนุภาคมูลฐาน - ไฮเปอร์มาร์เก็ตความรู้ วิธีลงทะเบียนอนุภาคมูลฐาน วิธีทดลองลงทะเบียนอนุภาคมูลฐาน
วิธีการบันทึกอนุภาคมูลฐานขึ้นอยู่กับการใช้ระบบในสถานะไม่เสถียรที่มีอายุยืนยาว ซึ่งการเปลี่ยนไปสู่สถานะเสถียรเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุบินอยู่
เคาน์เตอร์ไกเกอร์
เคาน์เตอร์ไกเกอร์- เครื่องตรวจจับอนุภาคซึ่งการทำงานขึ้นอยู่กับการเกิดกระแสไฟฟ้าอิสระในก๊าซเมื่ออนุภาคเข้าสู่ปริมาตร ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1908 โดย H. Geiger และ E. Rutherford ต่อมาได้รับการปรับปรุงโดย Geiger และ Muller
เครื่องนับไกเกอร์ประกอบด้วยกระบอกโลหะ - แคโทด - และลวดเส้นเล็กที่ทอดยาวไปตามแกน - แอโนดซึ่งล้อมรอบด้วยปริมาตรที่ปิดสนิทซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซ (โดยปกติคืออาร์กอน) ภายใต้ความดันประมาณ 100-260 GPa (100-260 มม. ปรอท) แรงดันไฟฟ้าลำดับ 200-1,000 V ถูกนำไปใช้ระหว่างแคโทดและขั้วบวก อนุภาคที่มีประจุเมื่อเข้าสู่ปริมาตรของตัวนับจะก่อให้เกิดคู่อิเล็กตรอนไอออนจำนวนหนึ่งซึ่งเคลื่อนที่ไปยังอิเล็กโทรดที่เกี่ยวข้องและที่ ไฟฟ้าแรงสูงที่เส้นทางอิสระเฉลี่ย (ระหว่างทางไปยังตารางถัดไป) ได้รับพลังงานมากกว่าพลังงานไอออไนซ์และโมเลกุลของก๊าซไอออไนซ์ หิมะถล่มเกิดขึ้น กระแสในวงจรจะเพิ่มขึ้น จากความต้านทานโหลด พัลส์แรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์บันทึก แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความต้านทานโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและแคโทดลดลงอย่างมาก การคายประจุจะหยุดลง และท่อก็พร้อมที่จะบันทึกอนุภาคถัดไป
เครื่องนับไกเกอร์จะบันทึกอิเล็กตรอนและ γ-ควอนตาเป็นหลัก (อย่างไรก็ตาม อย่างหลังโดยใช้วัสดุเพิ่มเติมที่นำไปใช้กับผนังของถัง ซึ่งทำให้ γ-ควอนตาทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไป)
ห้องวิลสัน.
ห้องวิลสัน- ติดตาม (จากภาษาอังกฤษ. ติดตาม— ติดตาม, วิถี) เครื่องตรวจจับอนุภาค สร้างขึ้นโดยชาร์ลส์ วิลสัน ในปี พ.ศ. 2455 ด้วยความช่วยเหลือของห้องวิลสัน มีการค้นพบหลายอย่างในฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาคมูลฐาน เช่น การค้นพบฟองอากาศที่กว้างขวาง (ในบริเวณรังสีคอสมิก) ในปี พ.ศ. 2472 โพซิตรอน ในปี พ.ศ. 2475 การตรวจจับร่องรอยของมิวออน การค้นพบอนุภาคแปลก ๆ ต่อจากนั้น ห้องวิลสันก็ถูกแทนที่ด้วยห้องฟองสบู่เพื่อให้เป็นห้องที่เร็วกว่า ห้องเมฆคือภาชนะที่เต็มไปด้วยน้ำหรือไอแอลกอฮอล์ซึ่งใกล้จะอิ่มตัว (ดูรูป) การกระทำของมันขึ้นอยู่กับการควบแน่นของไออิ่มตัวยวดยิ่ง (น้ำหรือแอลกอฮอล์) บนไอออนที่เกิดจากอนุภาคที่ผ่านไป ไอน้ำอิ่มตัวยวดยิ่งจะถูกสร้างขึ้นโดยการลดลูกสูบลงอย่างรวดเร็ว (ดูรูป) (ไอน้ำในห้องจะขยายตัวแบบอะเดียแบติก ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว)
หยดของเหลวที่เกาะอยู่บนไอออนทำให้มองเห็นร่องรอยของอนุภาคที่บินได้ ซึ่งเป็นเส้นทางซึ่งทำให้สามารถถ่ายภาพได้ จากความยาวของราง คุณสามารถกำหนดพลังงานของอนุภาคได้ และจากจำนวนหยดต่อหน่วยความยาวของราง คุณสามารถประมาณความเร็วได้ การวางกล้องไว้ในสนามแม่เหล็กทำให้สามารถระบุอัตราส่วนของประจุของอนุภาคต่อมวลของมันได้จากความโค้งของราง (เสนอครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์โซเวียต P. L. Kapitsa และ D. V. Skobeltsyn)
ห้องฟอง
ห้องฟอง- อุปกรณ์สำหรับบันทึกร่องรอย (แทร็ก) ของอนุภาคที่มีประจุซึ่งการกระทำนั้นขึ้นอยู่กับการเดือดของของเหลวที่มีความร้อนยวดยิ่งตามแนววิถีของอนุภาค
ห้องฟองสบู่ห้องแรก (พ.ศ. 2497) เป็นห้องโลหะที่มีหน้าต่างกระจกสำหรับให้แสงสว่างและการถ่ายภาพ เต็มไปด้วยไฮโดรเจนเหลว ต่อมาได้มีการสร้างและปรับปรุงในห้องปฏิบัติการทุกแห่งในโลกที่ติดตั้งเครื่องเร่งอนุภาคแบบมีประจุ จากกรวยที่มีปริมาตร 3 ซม. 3 ขนาดของห้องฟองถึงหลายลูกบาศก์เมตร ห้องฟองสบู่ส่วนใหญ่มีปริมาตร 1 ลบ.ม. สำหรับการประดิษฐ์ห้องฟองสบู่ Glaser ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1960
วงจรการทำงานของห้องขวดคือ 0.1 ข้อได้เปรียบเหนือห้องเมฆคือความหนาแน่นของสารทำงานที่สูงกว่า ซึ่งทำให้สามารถบันทึกอนุภาคพลังงานสูงได้
อนุภาคมูลฐาน รวมถึงอนุภาคขนาดเล็กที่ซับซ้อน (a, d ฯลฯ) สามารถสังเกตได้เนื่องจากมีร่องรอยที่พวกมันทิ้งไว้เมื่อพวกมันผ่านสสาร ธรรมชาติของร่องรอยทำให้สามารถตัดสินสัญญาณของประจุของอนุภาค พลังงานของมัน โมเมนตัม ฯลฯ อนุภาคที่มีประจุทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลตามเส้นทางของพวกมัน อนุภาคที่เป็นกลางจะไม่ทิ้งร่องรอยไว้ แต่สามารถเปิดเผยตัวเองได้ในขณะที่สลายตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุหรือในขณะที่ชนกับนิวเคลียสใดๆ ด้วยเหตุนี้ อนุภาคที่เป็นกลางจึงถูกตรวจพบในที่สุดโดยการไอออไนซ์ที่เกิดจากอนุภาคที่มีประจุที่พวกมันสร้างขึ้น
เครื่องมือที่ใช้ในการลงทะเบียนอนุภาคไอออไนซ์แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มแรกประกอบด้วยอุปกรณ์ที่บันทึกการผ่านของอนุภาคและยังทำให้ในบางกรณีสามารถตัดสินพลังงานของมันได้ กลุ่มที่สองประกอบด้วยอุปกรณ์ติดตาม เช่น อุปกรณ์ที่ช่วยให้คุณสังเกตร่องรอย (ราง) ของอนุภาคในสสาร
อุปกรณ์บันทึกประกอบด้วยห้องไอออไนเซชันและเคาน์เตอร์ปล่อยก๊าซ (ดูมาตรา 82 ของเล่มที่ 2) เช่นเดียวกับเครื่องนับ Cherenkov (ดูมาตรา 147 ของเล่มที่ 2) เครื่องนับการเรืองแสงวาบ และเคาน์เตอร์เซมิคอนดักเตอร์
การทำงานของตัวนับประกายแวววาวนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าอนุภาคมีประจุที่บินผ่านสสารไม่เพียงทำให้เกิดการไอออไนซ์เท่านั้น แต่ยังกระตุ้นอะตอมด้วย เมื่อกลับสู่สภาวะปกติ อะตอมจะปล่อยแสงที่มองเห็นได้ สารที่อนุภาคมีประจุกระตุ้นแสงวาบ (แวววาว) ที่เห็นได้ชัดเจนเรียกว่าสารเรืองแสง ตัวนับการเรืองแสงวาบประกอบด้วยฟอสฟอรัส ซึ่งแสงจะถูกส่งผ่านตัวนำแสงแบบพิเศษไปยังหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ พัลส์ที่ได้รับจากเอาท์พุตของโฟโตมัลติพลายเออร์จะถูกนับ นอกจากนี้ยังกำหนดแอมพลิจูดของพัลส์ (ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสงกะพริบ) ซึ่งให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอนุภาคที่ตรวจพบ
ตัวนับเซมิคอนดักเตอร์คือไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้แรงดันไฟฟ้าของสัญญาณดังกล่าวโดยที่พาหะกระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่ถูกดึงออกจากชั้นการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นในสภาวะปกติไดโอดจึงดับ เมื่อผ่านชั้นทรานซิชัน อนุภาคที่มีประจุเร็วจะสร้างอิเล็กตรอนและรู ซึ่งถูกดูดไปที่อิเล็กโทรด
เป็นผลให้เกิดแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าขึ้น เป็นสัดส่วนกับจำนวนพาหะปัจจุบันที่เกิดจากอนุภาค
ตัวนับมักจะรวมกันเป็นกลุ่มและเปิดใช้งานในลักษณะที่จะบันทึกเฉพาะเหตุการณ์ที่บันทึกพร้อมกันโดยอุปกรณ์หลายเครื่องหรือในทางกลับกันโดยอุปกรณ์เดียวเท่านั้นที่ถูกบันทึก ในกรณีแรกพวกเขาบอกว่าเคาน์เตอร์เปิดตามรูปแบบความบังเอิญในกรณีที่สอง - ตามรูปแบบความบังเอิญ ด้วยการใช้แผนการรวมต่างๆ ทำให้สามารถเลือกจากปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เป็นที่สนใจได้ ตัวอย่างเช่น ตัวนับสองตัว (ราคา 75.1) ซึ่งติดตั้งตัวต่อกันและเปิดสวิตช์ตามรูปแบบความบังเอิญ จะบันทึกอนุภาคที่บินไปตามแกนร่วมของพวกมัน และจะไม่บันทึกอนุภาค 2 และ 3:
เครื่องมือติดตาม ได้แก่ ห้องเมฆ ห้องแพร่ ห้องฟอง ห้องประกายไฟ และห้องอิมัลชัน
ห้องวิลสัน. อุปกรณ์นี้สร้างขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ซี. วิลสัน ในปี 1912 เส้นทางของไอออนที่วางโดยอนุภาคที่มีประจุที่บินได้จะปรากฏให้เห็นในห้องเมฆ เนื่องจากไอของของเหลวที่มีความอิ่มตัวยิ่งยวดควบแน่นบนไอออน อุปกรณ์ไม่ทำงานอย่างต่อเนื่อง แต่เป็นแบบรอบ เวลาความไวของกล้องที่ค่อนข้างสั้นสลับกับเวลาตาย (นานกว่า 100-1,000 เท่า) ในระหว่างนี้กล้องจะเตรียมพร้อมสำหรับรอบการทำงานถัดไป ความอิ่มตัวยิ่งยวดเกิดขึ้นเนื่องจากการทำความเย็นอย่างกะทันหันที่เกิดจากการขยายตัวอย่างรวดเร็ว (อะเดียแบติก) ของส่วนผสมการทำงานซึ่งประกอบด้วยก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่น (ฮีเลียม, ไนโตรเจน, อาร์กอน) และไอน้ำ, เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ ในเวลาเดียวกันสามมิติ (เช่นด้วย หลายจุด) การถ่ายภาพปริมาณการทำงานของกล้อง ภาพถ่ายสเตอริโอช่วยให้คุณสร้างภาพเชิงพื้นที่ของปรากฏการณ์ที่บันทึกไว้ขึ้นมาใหม่ได้ เนื่องจากอัตราส่วนของเวลาความไวต่อเวลาตายนั้นน้อยมาก บางครั้งจึงจำเป็นต้องถ่ายภาพนับหมื่นภาพก่อนที่จะบันทึกเหตุการณ์ใดๆ ที่มีความน่าจะเป็นเล็กน้อย เพื่อเพิ่มโอกาสในการสังเกตเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก จึงมีการใช้ห้องเมฆควบคุม ซึ่งการทำงานของกลไกการขยายตัวจะถูกควบคุมโดยตัวนับอนุภาคที่รวมอยู่ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่แยกเหตุการณ์ที่ต้องการ
หากคุณวางห้องเมฆไว้ระหว่างเสาแม่เหล็กไฟฟ้า ความสามารถของห้องก็จะขยายออกไปอย่างมาก
ด้วยความโค้งของวิถีการเคลื่อนที่ที่เกิดจากการกระทำของสนามแม่เหล็ก จึงเป็นไปได้ที่จะระบุสัญญาณของประจุและโมเมนตัมของอนุภาค ดังตัวอย่างภาพถ่ายที่ได้รับจากห้องเมฆที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก รูปที่ 1 77.3 (หน้า 277) ซึ่งแสดงรอยทางของอิเล็กตรอนและโพซิตรอน
ห้องแพร่กระจาย เช่นเดียวกับในห้องเมฆ สารทำงานในห้องแพร่คือไอน้ำอิ่มตัวยวดยิ่ง อย่างไรก็ตาม สถานะของความอิ่มตัวยิ่งยวดไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยการขยายตัวแบบอะเดียแบติก แต่เป็นผลมาจากการแพร่กระจายของไอแอลกอฮอล์จากฝาห้องซึ่งมีอุณหภูมิประมาณ ~ 10 ° C ถึงด้านล่าง ระบายความร้อนด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง (อุณหภูมิ -70 ° C ). ไม่ไกลจากด้านล่างจะมีชั้นไอน้ำอิ่มตัวยวดยิ่งปรากฏขึ้นหนาหลายเซนติเมตร รอยทางถูกสร้างขึ้นในชั้นนี้ ห้องแพร่จะทำงานอย่างต่อเนื่องซึ่งแตกต่างจากห้องเมฆ
ห้องฟอง ในห้องฟองสบู่ที่คิดค้นโดย D. A. Glezer ในปี 1952 ไอระเหยที่มีความอิ่มตัวยวดยิ่งจะถูกแทนที่ด้วยของเหลวใสที่มีความร้อนยวดยิ่ง (เช่น ของเหลวภายใต้แรงดันภายนอกน้อยกว่าความดันของไอระเหยอิ่มตัวของมัน; ym. § 124 ของเล่มที่ 1) อนุภาคไอออไนซ์ที่บินผ่านห้องทำให้เกิดการเดือดของของเหลวอย่างรุนแรงซึ่งเป็นผลมาจากการที่ร่องรอยของอนุภาคถูกระบุด้วยห่วงโซ่ฟองไอ - รอยทางจะเกิดขึ้น ห้องฟองสบู่ทำงานเป็นรอบเช่นเดียวกับห้องวิลสัน ห้องนี้เริ่มต้นด้วยความดันลดลงอย่างรวดเร็ว (บรรเทา) ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ของไหลทำงานผ่านเข้าสู่สถานะร้อนจัดที่สามารถแพร่กระจายได้ ไฮโดรเจน ซีนอน โพรเพน และสารอื่นๆ บางชนิดถูกใช้เป็นของไหลทำงาน ซึ่งทำหน้าที่เป็นเป้าหมายสำหรับอนุภาคที่บินผ่านไปพร้อมๆ กัน ปริมาตรการทำงานของห้องถึง 30 ลบ.ม.
ห้องประกายไฟ ในปี 1957 Cranschau และ de Beer ได้ออกแบบอุปกรณ์สำหรับบันทึกวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ เรียกว่าห้องประกายไฟ อุปกรณ์ประกอบด้วยระบบอิเล็กโทรดโลหะแบนขนานกัน (รูปที่ 75.2) อิเล็กโทรดเชื่อมต่อผ่านอันเดียว อิเล็กโทรดกลุ่มหนึ่งจะต่อสายดิน และจะมีการจ่ายพัลส์ไฟฟ้าแรงสูงระยะสั้น (ระยะเวลาพัลส์ไฟฟ้าแรงสูง) กับอีกกลุ่มเป็นระยะ
หากในขณะที่ใช้พัลส์ อนุภาคไอออไนซ์บินผ่านห้องนั้น เส้นทางของมันจะถูกทำเครื่องหมายด้วยสายโซ่ประกายไฟที่กระโดดระหว่างอิเล็กโทรด อุปกรณ์จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติด้วยความช่วยเหลือของตัวนับเพิ่มเติมที่เปิดอยู่ตามรูปแบบความบังเอิญ ซึ่งจะบันทึกการผ่านของอนุภาคที่กำลังศึกษาผ่านปริมาตรการทำงานของห้องเพาะเลี้ยง
ห้องประกายไฟประเภทขั้นสูงกว่าคือห้องลำแสง ในห้องนี้ไฟฟ้าแรงสูงจะถูกกำจัดออกก่อนที่ประกายไฟจะมีเวลาพัฒนาเต็มที่
ดังนั้นจึงมีเพียงประกายไฟของตัวอ่อนเท่านั้นที่เกิดขึ้นซึ่งก่อให้เกิดร่องรอยที่ชัดเจน
ห้องอิมัลชัน นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต L.V. Mysovsky และ A.P. Zhdanov เป็นคนแรกที่ใช้แผ่นถ่ายภาพเพื่อบันทึกอนุภาคขนาดเล็ก อนุภาคที่มีประจุจะมีผลเช่นเดียวกันกับอิมัลชันการถ่ายภาพเช่นเดียวกับโฟตอน ดังนั้นหลังจากพัฒนาเพลตในอิมัลชัน จะทำให้เกิดร่องรอย (รอยทาง) ของอนุภาคที่ลอยอยู่ ข้อเสียของวิธีแผ่นถ่ายภาพคือความหนาเล็กน้อยของชั้นอิมัลชัน ซึ่งส่งผลให้ได้เพียงรอยของอนุภาคที่บินขนานกับระนาบของชั้นเท่านั้น ในห้องอิมัลชัน ห่อหนา (หนักหลายสิบกิโลกรัมและหนาหลายร้อยมิลลิเมตร) ซึ่งประกอบด้วยอิมัลชันภาพถ่ายแต่ละชั้น (ไม่มีสารตั้งต้น) จะถูกฉายรังสี หลังจากการฉายรังสี แพ็คจะถูกแยกชิ้นส่วนออกเป็นชั้นๆ ซึ่งแต่ละชั้นจะถูกพัฒนาและดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ เพื่อให้สามารถติดตามเส้นทางของอนุภาคในขณะที่มันผ่านจากชั้นหนึ่งไปอีกชั้นหนึ่ง ก่อนที่จะแยกชิ้นส่วนแพ็ค ตารางพิกัดเดียวกันจะถูกนำไปใช้กับทุกชั้นโดยใช้รังสีเอกซ์ รอยทางของอนุภาคที่ได้รับในลักษณะนี้จะแสดงไว้ในรูปที่ 1 75.3 ซึ่งแสดงการเปลี่ยนแปลงตามลำดับของมีซอนเป็นมิวออน จากนั้นจึงกลายเป็นโพซิตรอน
รายงาน:
วิธีการบันทึกอนุภาคมูลฐาน
1) เครื่องนับไกเกอร์ที่ปล่อยก๊าซ
เครื่องนับไกเกอร์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดสำหรับการนับอนุภาคอัตโนมัติ
เคาน์เตอร์ประกอบด้วยหลอดแก้วเคลือบด้านในด้วยชั้นโลหะ (แคโทด) และด้ายโลหะบาง ๆ วิ่งไปตามแกนของท่อ (แอโนด)
ท่อเต็มไปด้วยก๊าซซึ่งมักเป็นอาร์กอน ตัวนับทำงานโดยอิงตามการกระแทกของไอออนไนซ์ อนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอน อนุภาคปอนด์ ฯลฯ) บินผ่านแก๊ส เพื่อขจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอม และสร้างไอออนบวกและอิเล็กตรอนอิสระ สนามไฟฟ้าระหว่างแอโนดและแคโทด (ใช้ไฟฟ้าแรงสูง) จะเร่งอิเล็กตรอนให้เป็นพลังงานซึ่งจะเริ่มการแตกตัวเป็นไอออน ไอออนถล่มเกิดขึ้นและกระแสที่ไหลผ่านตัวนับจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ พัลส์แรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นทั่วตัวต้านทานโหลด R ซึ่งถูกป้อนเข้ากับอุปกรณ์บันทึก เพื่อให้ตัวนับบันทึกอนุภาคถัดไปที่กระทบนั้น จะต้องดับการปล่อยหิมะถล่ม สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ เนื่องจากในขณะนี้พัลส์ปัจจุบันปรากฏขึ้น แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานดิสชาร์จ R จึงมีขนาดใหญ่ แรงดันไฟฟ้าระหว่างแอโนดและแคโทดจะลดลงอย่างรวดเร็ว - มากจนการคายประจุหยุดลง
เครื่องนับไกเกอร์ใช้สำหรับการบันทึกอิเล็กตรอนและ Y-ควอนต้า (โฟตอนพลังงานสูง) เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม Y-ควอนต้าไม่ได้ถูกบันทึกโดยตรงเนื่องจากมีความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนต่ำ เพื่อตรวจจับพวกมัน ผนังด้านในของท่อถูกเคลือบด้วยวัสดุที่ทำให้ Y-quanta กำจัดอิเล็กตรอนออกไป
ตัวนับจะบันทึกอิเล็กตรอนเกือบทั้งหมดที่เข้ามา สำหรับ Y-quanta นั้น จะบันทึก Y-quantum เพียงประมาณหนึ่งตัวจากทั้งหมดร้อย การลงทะเบียนอนุภาคหนัก (เช่น £-อนุภาค) เป็นเรื่องยาก เนื่องจากเป็นการยากที่จะสร้าง "หน้าต่าง" ที่บางเพียงพอบนเคาน์เตอร์ที่โปร่งใสต่ออนุภาคเหล่านี้
2) ห้องวิลสัน
การทำงานของห้องเมฆขึ้นอยู่กับการควบแน่นของไออิ่มตัวยวดยิ่งบนไอออนจนเกิดเป็นหยดน้ำ ไอออนเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นตามวิถีการเคลื่อนที่โดยอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่
อุปกรณ์นี้เป็นทรงกระบอกที่มีลูกสูบ 1 (รูปที่ 2) ปิดด้วยฝาแก้วแบน 2 กระบอกสูบประกอบด้วยไอระเหยของน้ำหรือแอลกอฮอล์อิ่มตัว ยากัมมันตภาพรังสี 3 ที่กำลังศึกษาถูกนำเข้าไปในห้องซึ่งก่อให้เกิดไอออนในปริมาตรการทำงานของห้อง เมื่อลูกสูบลดลงอย่างรวดเร็วเช่น ในระหว่างการขยายตัวแบบอะเดียแบติก ไอน้ำจะเย็นลงและมีความอิ่มตัวยิ่งยวด ในสถานะนี้ไอน้ำจะควบแน่นได้ง่าย จุดศูนย์กลางของการควบแน่นกลายเป็นไอออนที่เกิดจากอนุภาคที่ลอยอยู่ในขณะนั้น นี่คือลักษณะของเส้นหมอก (เส้นทาง) ที่ปรากฏในกล้อง (รูปที่ 3) ซึ่งสามารถสังเกตและถ่ายภาพได้ แทร็กมีอยู่หนึ่งในสิบของวินาที การคืนลูกสูบกลับสู่ตำแหน่งเดิมและกำจัดไอออนด้วยสนามไฟฟ้า จะทำให้สามารถขยายตัวแบบอะเดียแบติกได้อีกครั้ง ดังนั้นการทดลองด้วยกล้องจึงสามารถดำเนินการซ้ำๆ ได้
หากวางกล้องไว้ระหว่างขั้วแม่เหล็กไฟฟ้า ความสามารถของกล้องในการศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคจะขยายใหญ่ขึ้นอย่างมาก ในกรณีนี้ แรงลอเรนซ์กระทำต่ออนุภาคที่กำลังเคลื่อนที่ ซึ่งทำให้สามารถระบุค่าประจุของอนุภาคและโมเมนตัมจากความโค้งของวิถีการเคลื่อนที่ได้ รูปที่ 4 แสดงเวอร์ชันที่เป็นไปได้ของการถอดรหัสภาพถ่ายของแทร็กอิเล็กตรอนและโพซิตรอน เวกเตอร์การเหนี่ยวนำ B ของสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับระนาบการวาดที่อยู่ด้านหลังภาพวาด โพซิตรอนเบี่ยงไปทางซ้าย และอิเล็กตรอนเบี่ยงไปทางขวา
3) ห้องฟอง
มันแตกต่างจากห้องเมฆตรงที่ไอระเหยที่มีความอิ่มตัวยวดยิ่งในปริมาตรการทำงานของห้องจะถูกแทนที่ด้วยของเหลวที่มีความร้อนยวดยิ่ง เช่น ของเหลวที่อยู่ภายใต้ความดันน้อยกว่าความดันไออิ่มตัว
อนุภาคที่บินผ่านของเหลวดังกล่าวทำให้เกิดฟองไอซึ่งก่อตัวเป็นรอยทาง (รูปที่ 5)
ในสถานะเริ่มต้น ลูกสูบจะบีบอัดของเหลว เมื่อความดันลดลงอย่างรวดเร็ว จุดเดือดของของเหลวจะต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ
ของเหลวมีสถานะไม่เสถียร (ร้อนเกินไป) สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ว่าจะมีฟองอากาศปรากฏตามเส้นทางของอนุภาค ไฮโดรเจน ซีนอน โพรเพน และสารอื่นๆ บางชนิดใช้เป็นส่วนผสมในการทำงาน
ข้อดีของห้องฟองเหนือห้อง Wilson เกิดจากความหนาแน่นของสารทำงานที่สูงกว่า เป็นผลให้เส้นทางของอนุภาคค่อนข้างสั้นและอนุภาคที่มีพลังงานสูงติดอยู่ในห้อง ซึ่งช่วยให้สังเกตการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องของอนุภาคและปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้
4) วิธีการอิมัลชันฟิล์มหนา
ในการตรวจจับอนุภาค จะใช้อิมัลชันภาพถ่ายที่มีชั้นหนาร่วมกับห้องเมฆและห้องฟอง ผลการไอออไนซ์ของอนุภาคที่มีประจุเร็วต่ออิมัลชันของเพลตภาพถ่าย อิมัลชันการถ่ายภาพประกอบด้วยผลึกซิลเวอร์โบรไมด์ด้วยกล้องจุลทรรศน์จำนวนมาก
อนุภาคที่มีประจุเร็วเจาะเข้าไปในคริสตัล จะกำจัดอิเล็กตรอนออกจากอะตอมโบรมีนแต่ละตัว สายโซ่ของคริสตัลดังกล่าวก่อให้เกิดภาพที่แฝงอยู่ เมื่อโลหะเงินปรากฏขึ้นในคริสตัลเหล่านี้ สายโซ่ของเม็ดเงินจะก่อตัวเป็นรางอนุภาค
ความยาวและความหนาของรางสามารถใช้เพื่อประมาณพลังงานและมวลของอนุภาคได้ เนื่องจากอิมัลชันการถ่ายภาพมีความหนาแน่นสูง เส้นการเดินทางจึงสั้นมาก แต่เมื่อถ่ายภาพก็สามารถขยายให้ใหญ่ขึ้นได้ ข้อดีของอิมัลชันการถ่ายภาพคือสามารถเปิดรับแสงได้นานเท่าที่ต้องการ ช่วยให้สามารถบันทึกเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก สิ่งสำคัญคือเนื่องจากโฟโตอิมัลชันมีพลังในการหยุดยั้งสูง จำนวนปฏิกิริยาที่น่าสนใจที่สังเกตได้ระหว่างอนุภาคและนิวเคลียสจึงเพิ่มขึ้น
- ชั้นประถมศึกษาปีที่ 12
- อธิบายให้นักเรียนทราบถึงโครงสร้างและหลักการทำงานของการติดตั้งเพื่อบันทึกและศึกษาอนุภาคมูลฐาน
- อัพเดตความรู้พื้นฐาน:
- "อะตอม" คืออะไร?
- ขนาดของมันคืออะไร?
- ทอมสันเสนอแบบจำลองอะตอมแบบใด
- รัทเทอร์ฟอร์ดเสนอแบบจำลองอะตอมแบบใด
- เหตุใดแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ดจึงถูกเรียกว่า "แบบจำลองดาวเคราะห์ของโครงสร้างอะตอม"
- หัวข้อบทเรียน:
- วิธีการสังเกตและบันทึกอนุภาคมูลฐาน
- อะตอมนั้น “แบ่งแยกไม่ได้” (เดโมคริตุส)
- โมเลกุล
- สาร
- พิภพเล็ก ๆ
- จักรวาล
- เมกะเวิลด์
- ฟิสิกส์คลาสสิก
- จะศึกษาและสังเกตโลกใบเล็กได้อย่างไร?
- จะศึกษาและสังเกตโลกใบเล็กได้อย่างไร?
- เราเริ่มศึกษาฟิสิกส์ของนิวเคลียสของอะตอม พิจารณาการเปลี่ยนแปลงต่างๆ และการแผ่รังสีนิวเคลียร์ (กัมมันตภาพรังสี) ความรู้ด้านนี้มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติอย่างมาก
- นิวเคลียสของอะตอมที่มีกัมมันตภาพรังสีได้รับการประยุกต์มากมายในด้านวิทยาศาสตร์ การแพทย์ เทคโนโลยี และการเกษตร
- วันนี้เราจะดูอุปกรณ์และวิธีการลงทะเบียนที่ทำให้สามารถตรวจจับอนุภาคขนาดเล็กได้ศึกษาการชนและการเปลี่ยนแปลงของพวกมันนั่นคือให้ข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับพิภพเล็ก ๆ และจากสิ่งนี้เกี่ยวกับมาตรการป้องกันรังสี
- พวกเขาให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมและลักษณะของอนุภาคแก่เรา: เครื่องหมายและขนาดของประจุไฟฟ้า มวลของอนุภาคเหล่านี้ ความเร็ว พลังงาน ฯลฯ ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์บันทึกเสียง นักวิทยาศาสตร์สามารถได้รับความรู้เกี่ยวกับ "โลกใบเล็ก"
- อุปกรณ์บันทึกคือระบบการมองเห็นด้วยตาเปล่าที่ซับซ้อนซึ่งอาจอยู่ในสถานะไม่เสถียร ด้วยการรบกวนเล็กน้อยที่เกิดจากอนุภาคที่ผ่านไป กระบวนการเปลี่ยนระบบไปสู่สถานะใหม่ที่เสถียรยิ่งขึ้นจะเริ่มต้นขึ้น กระบวนการนี้ทำให้สามารถลงทะเบียนอนุภาคได้
- ในปัจจุบัน มีการใช้วิธีการตรวจจับอนุภาคต่างๆ มากมาย
- เคาน์เตอร์ไกเกอร์
- ห้องวิลสัน
- ห้องฟอง
- การถ่ายภาพ
- อิมัลชัน
- แวววาว
- วิธี
- วิธีการสังเกตและบันทึกอนุภาคมูลฐาน
- ห้องประกายไฟ
- อุปกรณ์บันทึกบางอย่างถูกนำมาใช้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการทดลองและเงื่อนไขในการดำเนินการซึ่งแตกต่างกันไปในลักษณะหลัก
|
|
|
|
- ใช้ F – เกรด 12, § 33, A.E.Maron, G.Ya. มียาคิเชฟ, อี.จี. ดูบิตสกายา
- ทำหน้าที่นับจำนวนอนุภาคกัมมันตรังสี (ส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอน)
- นี่คือหลอดแก้วที่บรรจุก๊าซ (อาร์กอน) โดยมีอิเล็กโทรด 2 ตัวอยู่ข้างใน (แคโทดและแอโนด) เมื่ออนุภาคผ่านไปก็จะเกิดขึ้น ส่งผลกระทบต่อไอออไนเซชันของก๊าซและเกิดพัลส์กระแสไฟฟ้า
- อุปกรณ์:
- วัตถุประสงค์:
- ข้อดี:-1. ความกะทัดรัด -2 ประสิทธิภาพ -3 ประสิทธิภาพ -4 ความแม่นยำสูง (อนุภาค 10OO/s)
- แคโทด.
- หลอดแก้ว
- สถานที่ที่ใช้: - การลงทะเบียนการปนเปื้อนของสารกัมมันตภาพรังสีบนพื้นดิน ในสถานที่ เสื้อผ้า ผลิตภัณฑ์ ฯลฯ - ที่สถานที่จัดเก็บวัสดุกัมมันตภาพรังสีหรือกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้งาน - เมื่อค้นหาแหล่งสะสมของแร่กัมมันตภาพรังสี (U - ยูเรเนียม, Th - ทอเรียม)
- เคาน์เตอร์ไกเกอร์
- พ.ศ. 2425 วิลเฮล์ม ไกเกอร์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน
- เคาน์เตอร์ไกเกอร์ชนิดต่างๆ
- ทำหน้าที่สังเกตและถ่ายภาพร่องรอยจากการผ่านของอนุภาค (ราง)
- วัตถุประสงค์:
- ปริมาตรภายในของห้องจะเต็มไปด้วยแอลกอฮอล์หรือไอน้ำในสถานะอิ่มตัวยวดยิ่ง: เมื่อลูกสูบลดลง ความดันภายในห้องจะลดลงและอุณหภูมิจะลดลง อันเป็นผลมาจากกระบวนการอะเดียแบติก จะเกิดไออิ่มตัวยวดยิ่งเกิดขึ้น หลังจากที่อนุภาคผ่านไป หยดความชื้นจะควบแน่นและเกิดรอยทางขึ้น ซึ่งเป็นร่องรอยที่มองเห็นได้
- จานแก้ว
- อุปกรณ์นี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1912 โดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Wilson เพื่อสังเกตและถ่ายภาพร่องรอยของอนุภาคที่มีประจุ เขาได้รับรางวัลโนเบลในปี พ.ศ. 2470
- นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต P.L. Kapitsa และ D.V. Skobeltsin เสนอให้วางห้องเมฆไว้ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ
- เมื่อวางกล้องในสนามแม่เหล็ก คุณสามารถกำหนดได้จากแทร็ก: พลังงาน ความเร็ว มวล และประจุของอนุภาค ตามความยาวและความหนาของรางตามความโค้งในสนามแม่เหล็กจะถูกกำหนด ลักษณะของอนุภาคกัมมันตภาพรังสีที่ผ่าน- ตัวอย่างเช่น 1. อนุภาคอัลฟาให้รางหนาทึบ 2. โปรตอน - รางบาง 3. อิเล็กตรอน - รางประ
- มุมมองต่างๆ ของห้องเมฆและภาพถ่ายรางอนุภาค
- รุ่นห้องวิลสัน
- เมื่อลูกสูบลดลงอย่างรวดเร็ว ของเหลวจะอยู่ภายใต้แรงดันสูง เข้าสู่สภาวะร้อนเกินไปเมื่ออนุภาคเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปตามราง ฟองไอจะก่อตัวขึ้น กล่าวคือ ของเหลวเดือดและมองเห็นรางได้
- ข้อได้เปรียบเหนือห้องเมฆ: - 1. ตัวกลางมีความหนาแน่นสูง จึงเกิดรอยทางสั้น - 2. อนุภาคติดอยู่ในห้องและสามารถสังเกตอนุภาคเพิ่มเติมได้ -3. ความเร็วที่มากขึ้น
- 1952 ดี. กลาสเซอร์.
- มุมมองต่างๆ ของห้องฟองสบู่และภาพถ่ายรางอนุภาค
- ยุค 20 L.V. Mysovsky, A.P. Zhdanov
- - ทำหน้าที่ สำหรับการลงทะเบียนอนุภาค - ช่วยให้คุณบันทึกปรากฏการณ์ที่หายากเนื่องจากใช้เวลานาน- อิมัลชันการถ่ายภาพประกอบด้วยไมโครคริสตัลของซิลเวอร์โบรไมด์จำนวนมาก อนุภาคที่เข้ามาจะแตกตัวเป็นไอออนที่พื้นผิวของโฟโตอิมัลชัน ผลึกของ AgBr (ซิลเวอร์โบรไมด์) จะสลายตัวภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุ และเมื่อพัฒนาแล้ว ก็จะเห็นร่องรอยจากการเคลื่อนตัวของอนุภาค - รอยทาง - ปรากฏให้เห็น ขึ้นอยู่กับความยาวและความหนาของราง สามารถกำหนดพลังงานและมวลของอนุภาคได้
- วิธีการนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:
- 1. สามารถบันทึกวิถีของอนุภาคทั้งหมดที่บินผ่านแผ่นถ่ายภาพในช่วงเวลาสังเกตได้
- 2. แผ่นถ่ายภาพพร้อมใช้งานอยู่เสมอ (อิมัลชันไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนที่จะทำให้อยู่ในสภาพการทำงาน)
- 3. อิมัลชันมีความสามารถในการเบรกได้ดีเนื่องจากมีความหนาแน่นสูง
- 4. ให้ร่องรอยของอนุภาคที่ไม่หายไปซึ่งสามารถศึกษาได้อย่างรอบคอบ
- ข้อเสียของวิธีการ: 1. ระยะเวลา และ 2. ความซับซ้อนของการประมวลผลทางเคมีของเพลตถ่ายภาพ และ 3. ที่สำคัญที่สุด การตรวจสอบแต่ละเพลตด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังสูงใช้เวลานานมาก
- วิธีนี้ (รัทเทอร์ฟอร์ด) ใช้คริสตัลในการบันทึก อุปกรณ์ประกอบด้วยเครื่องเรืองแสงวาบ ตัวคูณแสง และระบบอิเล็กทรอนิกส์
- วิธีประกายแวววาว
- วิธีการอิออไนเซชันแบบกระแทก
- การควบแน่นของไอน้ำบนไอออน
- วิธีการอิมัลชันฟิล์มหนา
- อนุภาคที่ตกลงบนตะแกรงที่ปกคลุมไปด้วยชั้นพิเศษจะทำให้เกิดแสงวาบที่สามารถสังเกตได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์
- เครื่องนับไกเกอร์ปล่อยก๊าซ
- ห้องวิลสันและห้องฟอง
- ทำให้เกิดไอออนที่พื้นผิวของโฟโตอิมัลชัน
- ทำซ้ำ:
- 1. วันนี้เราเรียนหัวข้ออะไรของบทเรียน?
- 2 เราตั้งเป้าหมายอะไรก่อนศึกษาหัวข้อนี้?
- 3. เราบรรลุเป้าหมายของเราแล้วหรือยัง?
- 4. คติประจำใจที่เราใช้ในบทเรียนหมายถึงอะไร?
- 5. เข้าใจหัวข้อบทเรียนแล้วทำไมเราถึงได้รู้?
- 1. เราตรวจสอบงานของคุณร่วมกันโดยใช้ตาราง ประเมินร่วมกัน และให้คะแนนแก่คุณ โดยคำนึงถึงงานของคุณในบทเรียน
- 1. แหล่งข้อมูลอินเทอร์เน็ต
- 2. F -เกรด 12, A.E. Myakishev, G.Ya.
ติดตามวิธีการอนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในแก๊ส จะทำให้เกิดไอออน ทำให้เกิดกลุ่มไอออนตามเส้นทางของมัน หากสร้างด้วยแก๊ส การตัดแรงดันกระโดด จากนั้นไออิ่มตัวยวดยิ่งจะเกาะอยู่บนไอออนเหล่านี้ เช่นเดียวกับที่ศูนย์กลางการควบแน่น ก่อตัวเป็นสายโซ่ของหยดของเหลว - ติดตาม.
ก) ห้องวิลสัน
(อังกฤษ) 2455
1) ภาชนะแก้วทรงกระบอกปิดด้วยกระจกด้านบน
2) ด้านล่างของภาชนะถูกปกคลุมด้วยชั้นของกำมะหยี่เปียกหรือผ้าสีดำ
H) ตาข่ายเหนือพื้นผิวที่เกิดไอน้ำอิ่มตัว
4) ลูกสูบเมื่อลดลงอย่างรวดเร็วจะเกิดการขยายตัวของก๊าซอะเดียแบติกซึ่งมาพร้อมกับ
เมื่อลดอุณหภูมิลง ไอน้ำจะเย็นยิ่งยวด (อิ่มตัวยิ่งยวด)
อนุภาคที่มีประจุเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี บินผ่านแก๊ส ทำให้เกิดกลุ่มไอออนตามเส้นทางของมัน เมื่อลูกสูบถูกลดระดับลง หยดของเหลวจะก่อตัวบนไอออนเหล่านี้ เช่นเดียวกับที่ศูนย์กลางการควบแน่น ดังนั้นในระหว่างการบิน อนุภาคจึงทิ้งร่องรอย (รอยทาง) ไว้ข้างหลังซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนและสามารถถ่ายภาพได้ ความหนาและความยาวของรางใช้เพื่อตัดสินมวลและพลังงานของอนุภาค
พี.แอล. Kapitsa และ D.V. Skobeltsyn แนะนำให้วางกล้องไว้ในสนามแม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับแรงลอเรนซ์ ซึ่งนำไปสู่ความโค้งของราง ขึ้นอยู่กับรูปร่างของรางและลักษณะของความโค้ง เราสามารถคำนวณโมเมนตัมของอนุภาคและมวล y รวมทั้งกำหนดสัญญาณของประจุความถี่ได้
B) ห้องฟองสบู่ Glaser(สหรัฐอเมริกา) 1952
แทร็กเกิดขึ้นในของเหลวที่มีความร้อนยวดยิ่ง ห้องฟองสบู่ก็เหมือนกับห้องวิลสัน ซึ่งอยู่ในสภาพการทำงานในช่วงเวลาที่เกิดแรงดันไฟกระชากอย่างรวดเร็ว ห้องฟองสบู่ยังถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กแรงสูง ซึ่งจะทำให้วิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคโค้งงอ
อนุภาคที่เป็นกลางจะไม่ทิ้งร่องรอย แต่ยังสามารถตรวจจับได้โดยใช้ห้องเมฆหรือห้องฟองโดยใช้เอฟเฟกต์รอง ดังนั้น หากอนุภาคที่เป็นกลางสลายตัวเป็นอนุภาคมีประจุสองอนุภาค (หรือมากกว่า) ที่บินไปในทิศทางที่ต่างกัน ดังนั้นด้วยการศึกษาเส้นทางของอนุภาคทุติยภูมิและการหาพลังงานและโมเมนตัมของพวกมัน ก็เป็นไปได้ที่จะกำหนดคุณสมบัติของอนุภาคที่เป็นกลางปฐมภูมิโดยใช้กฎการอนุรักษ์ .
B) วิธีการอิมัลชันการถ่ายภาพที่มีผนังหนา
(2471, Mysovsky และ Zhdanov)
มันขึ้นอยู่กับการใช้การทำให้ดำคล้ำของเม็ดซิลเวอร์โบรไมด์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชั้นการถ่ายภาพภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่มีประจุที่ผ่านเข้ามาใกล้พวกมัน หลังจากพัฒนาอิมัลชันการถ่ายภาพแล้ว จะสามารถสังเกตร่องรอยของส่วนดังกล่าวได้ โฟโตอิมัลชันนิวเคลียร์ใช้ในรูปแบบของชั้นที่มีความหนา 0.5 ถึง 1 มม. ทำให้สามารถศึกษาวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคพลังงานสูงได้ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของวิธีโฟโตอิมัลชัน นอกเหนือจากความสะดวกในการใช้งานแล้ว ก็คือ ช่วยให้ได้ ไม่หายไปร่องรอยของอนุภาคที่สามารถศึกษาได้อย่างรอบคอบ วิธีการอิมัลชันภาพถ่ายนิวเคลียร์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคมูลฐานใหม่และในการศึกษารังสีคอสมิก
วิธี นับตัวเลขอนุภาค เป็นหนึ่งในอุปกรณ์แรกและง่ายที่สุดสำหรับ การลงทะเบียนอนุภาคใช้หน้าจอที่เคลือบด้วยองค์ประกอบเรืองแสง ณ จุดนั้นบนหน้าจอซึ่งมีอนุภาคที่มีพลังงานสูงเพียงพอกระทบ จะเกิดแสงวาบขึ้น - แสงวาบ
ก) สปินทาโรสโคปย้อนกลับไปในปี 1903 W. Crookes ค้นพบว่าเมื่ออนุภาคอัลฟากระทบกับสารเรืองแสง พวกมันทำให้เกิดแสงวูบวาบเล็กน้อย ที่เรียกว่าการแวววาว แฟลชแต่ละตัวแสดงลักษณะการทำงานของอนุภาคหนึ่งอนุภาค การออกแบบอุปกรณ์เรียบง่ายที่ออกแบบมาเพื่อลงทะเบียนอนุภาคอัลฟ่าแต่ละตัว ส่วนหลักของสปินทาริสโคปคือหน้าจอที่เคลือบด้วยชั้นของซิงค์ซัลไฟด์และแว่นขยายแบบโฟกัสสั้น ยากัมมันตภาพรังสีอัลฟ่าจะถูกวางไว้ที่ปลายก้านประมาณตรงข้ามกับกึ่งกลางของตะแกรง เมื่ออนุภาคอัลฟากระทบกับผลึกซิงค์ซัลไฟด์ จะเกิดแสงวาบขึ้น ซึ่งสามารถตรวจจับได้เมื่อสังเกตผ่านแว่นขยาย
กระบวนการแปลงพลังงานจลน์ของอนุภาคที่มีประจุเร็วเป็นพลังงานของแสงแฟลชเรียกว่า แวววาว
B) เคาน์เตอร์ไกเกอร์- มุลเลอร์
(เยอรมัน) 1928
มิเตอร์ปล่อยก๊าซทำงานบนหลักการของการบันทึกการปล่อยก๊าซอิสระที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุลอยผ่านปริมาตรการทำงานของมิเตอร์ ต่างจากห้องไอออไนเซชันซึ่งบันทึกความเข้มรวมของลำอนุภาคที่มีประจุ เครื่องนับไกเกอร์-มุลเลอร์จะบันทึกแต่ละอนุภาคแยกกัน แฟลชแต่ละตัวทำหน้าที่กับโฟโตแคโทดของตัวคูณอิเล็กตรอน และผลักอิเล็กตรอนออกไป หลังผ่านชุดของตัวคูณสร้างพัลส์ปัจจุบันที่เอาต์พุตซึ่งจะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของเครื่องขยายเสียงและขับเคลื่อนตัวนับ ความเข้มของพัลส์แต่ละตัวสามารถสังเกตได้บนออสซิลโลสโคป ไม่เพียงแต่กำหนดจำนวนอนุภาคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการกระจายพลังงานด้วย
ห้องไอออไนเซชันในการวัดปริมาณรังสีไอออไนซ์ ห้องไอออไนเซชันห้องไอออไนซ์เป็นตัวเก็บประจุทรงกระบอกที่มีอากาศหรือก๊าซอื่นอยู่ระหว่างขั้วไฟฟ้า สนามไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าของห้องโดยใช้แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าคงที่ ภายใต้สภาวะปกติ จะมีประจุในอากาศฟรีน้อยมาก ดังนั้นอุปกรณ์ตรวจวัดที่เชื่อมต่อกับวงจรกล้องจึงไม่ตรวจจับกระแสไฟฟ้า เมื่อปริมาตรการทำงานของห้องไอออไนซ์ถูกฉายรังสีด้วยรังสีไอออไนซ์ อากาศไอออไนซ์จะเกิดขึ้น ไอออนบวกและลบเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ความแรงของกระแสไอออไนซ์ในห้องโดยปกติจะเป็นเพียงเศษเสี้ยวของไมโครแอมแปร์ ในการวัดกระแสที่อ่อนดังกล่าว จะใช้วงจรขยายพิเศษ
ด้วยความช่วยเหลือของห้องไอออไนเซชัน ทำให้สามารถบันทึกรังสีนิวเคลียร์ชนิดใดก็ได้
65. การค้นพบกัมมันตภาพรังสี กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ ประเภทของรังสีกัมมันตภาพรังสี
กัมมันตภาพรังสีเป็นผลมาจากกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในอะตอมของสาร
การสลายตัวที่เกิดขึ้นเองอะตอม นิวเคลียสของธาตุกัมมันตภาพรังสีมาพบกัน
ที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะทางธรรมชาติเรียกว่ากัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ
ประเภท: - รังสีซึ่งเป็นอะตอมฮีเลียมที่แตกตัวเป็นไอออนเต็มที่ที่ผ่านสารจะถูกทำให้ช้าลงเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออนและการกระตุ้นของอะตอมและโมเลกุล เช่นเดียวกับการแยกตัวของโมเลกุล และเบี่ยงเบนไปเล็กน้อยในสนามไฟฟ้าและแม่เหล็ก
- รังสี, การไหลของอิเล็กตรอน, เพื่อชะลอการแผ่รังสีบีตา, จำเป็นต้องมีชั้นโลหะหนา 3 ซม., พวกมันเบี่ยงเบนอย่างรุนแรงในสนามไฟฟ้าและแม่เหล็ก
- รังสีซึ่งเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคลื่นสั้นซึ่งมีกำลังทะลุทะลวงมากกว่ารังสีเอกซ์มากจะไม่ถูกเบี่ยงเบน