Физические явления, физика, статьи по физике.

Можно многое узнать о частице по оставленному ею в камере
Вильсона следу. Также по следу можно идентифицировать
различные типы частиц. Например, альфа-частица образует
множество ионов, а ее след является прямой линией, так как
благодаря большой массе альфа-частица при столкновении с
электронами не отклоняется, но она отклоняется, причем почти
на 90°, только при столкновении с ядром. В результате
столкновения ядро лишается части своих электронов, становясь
ионизирующей частицей, и отскакивает в сторону. Поэтому
четкий и прямой след альфа-частицы обычно раздваивается
с одного конца. По длине оставленного альфа-частицей следа
можно судить о ее исходной энергии.
Бета-частица, масса которой намного меньше массы альфа-
частицы, гораздо легче меняет направление своего движения
и образует меньше ионов. Она оставляет тонкий и волнообразный
след. Гамма- и рентгеновские лучи выбивают из атомов
электроны, и последние, становясь ионизирующими частицами,
оставляют расходящиеся в разные стороны следы. Поэтому
след гамма- и рентгеновского излучения нечеткий, размытый
и «пушистый».
Если поместить камеру Вильсона между двумя разноименными
полюсами магнита, то заряженные частицы будут двигаться
по криволинейным траекториям, о чем можно будет судить по
оставляемым ими следам. По направлению кривой можно определить,
является заряд частицы положительным или отрицательным,
а по остроте кривой можно вычислить значение соотношения
е/т.
Для образования электронов необходимо, чтобы летящая частица
обладала электрическим зарядом. Положительно заря-
женная частица притягивает электроны встречающихся на пути
атомов, а отрицательно заряженная будет их отталкивать. Незаряженная
частица не притягивает, не отталкивает электроны
и не образует ионов. Таким образом, такую незаряженную
частицу невозможно обнаружить с помощью счетчика Гейгера—
Мюллера или камеры Вильсона (и любого другого разработанного
позже устройства). Если незаряженные частицы существуют,
то их можно обнаружить лишь косвенно.
Именно поэтому ученым в течение 10 лет не удавалось обнаружить
нейтральную частицу и разработать более совершенную
модель атома, чем протонно-электронная.

No Comments »

Когда в трубку попадает заряженная частица, она сталкивается
с атомом аргона, выбивая из него один и более электронов. Под
действием электрического тока эти электроны устремляются к
аноду, ионизируя при этом другие атомы аргона. Появляются еще
несколько электронов, которые ионизируют еще несколько атомов
аргона, и т. д. То есть одна лишь заряженная частица запускает
процесс ионизации аргона, и через небольшой период времени
количество ионов становится достаточным для того, чтобы
аргон начал проводить ток. Тогда в трубке возникает электрическая
искра, и разность потенциалов трубки на мгновение становится
равной нулю.
Электрический разряд, или импульс, можно преобразовать
в звуковой щелчок, обозначающий проход одной субатомной
частицы сквозь трубку. По количеству щелчков можно приблизительно
определить на слух уровень радиационного излучения
(поэтому счетчики Гейгера—Мюллера используются при разведке
урана), а с помощью автоматики можно подсчитать и
точное количество импульсов.
Если же нужно нечто большее, чем просто посчитать субатомные
частицы, то можно воспользоваться прибором, изобретенным
в 1911 году шотландским физиком Чарлзом Вильсоном
(1869—1959). Ученый занимался исследованиями облакообразо-
вания и пришел к выводу, что капельки воды, из которых состоят
облака, образуются вокруг частиц пыли и также могут
образовываться вокруг ионов. Если же в воздухе нет ни пыли,
ни ионов, то облака образовываться не будут, а воздух станет
перенасыщенным, то есть водяного пара в таком воздухе будет
больше, чем обычно.
Вильсон поместил некоторый объем насыщенного водяными
парами воздуха в камеру с поршнем. Если поршень вытянуть, то
воздух расширится и его температура понизится. Холодный воздух
не может содержать такое же, что и теплый, количество водяного
пара, и обычно при понижении температуры часть пара
конденсируется в виде капелек воды. Однако при отсутствии
пыли и ионов конденсация происходить не может, и холодный
воздух становится перенасыщенным.
Если сквозь камеру с перенасыщенным воздухом проходит
субатомная частица, то за ней создается след из ионов, вокруг
которых образуются капли воды. По этим каплям можно определить
траекторию полета субатомной частицы.

No Comments »