Үүлний камер ямар бөөмсийг шалгадаг вэ? Гэртээ субатомын бөөмсийг хэрхэн харах вэ

Энэ төхөөрөмжийг 1911 онд Английн физикч Чарльз Вилсон зохион бүтээжээ. Энэ нь хурдан нисдэг хэсгүүдийн уурын төлөвт байгаа бодисын молекулуудыг ионжуулах чадварт суурилдаг.

Үүлний камерын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 22.2.

1-р камерын ажлын эзэлхүүн нь агаар эсвэл бусад хийгээр дүүрсэн бөгөөд ус эсвэл спиртийн ханасан уурыг агуулдаг. Поршений 2 доошоо хурдан хөдлөхөд 1-р эзэлхүүн дэх уур эсвэл хий нь адиабатаар тэлж, хөргөж, уур нь хэт ханасан болно. Цэнэглэгдсэн бөөм нь тасалгааны эзэлхүүнээр нисэх үед ионуудыг үүсгэдэг бөгөөд 1-р эзэлхүүн нэмэгдэхэд конденсацсан уурын дуслууд үүсдэг. Ийнхүү бөөмс нь манангийн нарийн зурвас хэлбэрээр харагдахуйц ул мөр (мөр) үлдээдэг. Энэ замыг ажиглаж эсвэл зураг авах боломжтой.

Альфа тоосонцор нь хийн хүчтэй ионжилтыг үүсгэдэг тул үүлний камерт тослог ул мөр үлдээдэг. Бета тоосонцор нь маш нимгэн мөр үлдээдэг (Зураг 22.3).

Гамма квантыг үүлний камерын тусламжтайгаар камерын ажлын эзэлхүүнийг дүүргэж буй хийн молекулуудаас ялгаруулж буй фотоэлектроноор илрүүлж болно.

Үүлний камерыг ихэвчлэн хүчтэй соронзон орон дотор байрлуулдаг бөгөөд энэ нь бөөмийн замын муруйлтын дагуу цэнэгийн энерги, тэмдгийг, замын зузаанаар бөөмсийн цэнэг ба массыг тодорхойлох боломжтой болгодог.

Хийн зарцуулалтын тоолуур

Цөмийн физикийн судалгаанд цэнэгтэй бөөмийн тоолуурыг ихэвчлэн бие даасан бөөмсийг бүртгэхэд ашигладаг. Тоолууруудын нэг төрөл болох пропорциональ үйл ажиллагааны зарчмыг авч үзье

(Зураг 22.4).

Тоолуур нь хий дүүргэсэн цилиндр 1-ээс бүрдэнэ, үүнд хоёр электрод суурилуулсан: анод 3 нь нимгэн металл утас бөгөөд хоёр үзүүр нь тусгаарлагч дээр суурилагдсан. Катод 2 нь цилиндрийн дотоод гадаргуу дээр хуримтлагдсан дамжуулагч металл давхарга хэлбэрээр хийгдсэн.

Катод ба анодын хооронд хэдэн зуун вольтын дарааллын хүчдэлийг ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд тоолуурын дотор цахилгаан орон үүсдэг. Тоолуур руу ороход бөөмс нь хийн молекулуудыг ионжуулж, катод ба анодын хоорондох цахилгаан талбарт ионуудын чиглэсэн хөдөлгөөн үүсдэг, өөрөөр хэлбэл хийн ялгаралт үүсдэг. Цэнэглэх гүйдэл нь эсэргүүцэл дээр их хэмжээний хүчдэлийн уналт үүсгэдэгР n , мөн электродуудын хоорондох хүчдэл их хэмжээгээр буурдаг тул ялгаралт зогсдог. Катод ба анодын хооронд гүйдэл зогссоны дараа өндөр хүчдэл дахин сэргэж, тоолуур дараагийн бөөмийг бүртгэхэд бэлэн болно. Эсэргүүцэл дээр үүсэх хүчдэлийн импульсР n , өсгөж, тусгай тоолох төхөөрөмжөөр бүртгэнэ. Ионжуулагч бөөмсийг дамжуулсны дараа үүсэх хийн ялгарлын одоогийн хүч нь түүний үүсгэсэн ионы тоотой пропорциональ байдаг тул тоолуурыг пропорциональ гэж нэрлэдэг.

Сортуудын нэгпропорциональ тоолуур 1908 онд Э.Рутерфорд, Г.Гейгер нар санал болгосон ба дараа нь 1928 онд Э.Мюллер тоолуурыг сайжруулж, Гейгер-Мюллерийн тоолуур гэж нэрлэсэн.

Цацраг идэвхжил гэдэг нь зарим элементийн цөмөөс янз бүрийн бөөмс ялгаруулах, цөм өөр төлөвт шилжих, түүний параметрийн өөрчлөлт дагалддаг..

Цацраг идэвхит үзэгдлийг Францын эрдэмтэн Анри Беккерел 1896 онд ураны давсны талаар туршилтаар нээжээ. Беккерел ураны давс нь олон давхаргад ороосон гэрэл зургийн цаасыг үл үзэгдэх цацраг туяагаар гэрэлтүүлж байгааг анзаарчээ.

Маш чухал атомын төхөөрөмж бол Английн физикчийн зохион бүтээсэн иончлолын камер байв . Энэхүү алдартай бүтээл нь 1937 онд Вилсонд Нобелийн шагнал авчирсан бөгөөд түүний бүтээсэн Вилсоны танхим түүнийг бүтээгчийн нэрийг үүрд мөнхөлсөн юм. Энэ камер нь 1897 онд хийсэн ажиглалтын үр дүнд ионууд нь усны уурын цөм юм. Энэхүү ажиглалтад үндэслэн Г.А.Вилсонэлектроны цэнэгийг тодорхойлох аргыг санал болгосон бөгөөд үүнээс бидний харж байгаагаар Милликаны аргууд бий болсон. Нийтлэл Чарльз Томас Рис Вилсон, энэхүү ажиглалтыг тайлбарлахдаа "Тоосгүй агаар болон бусад хийнүүдийн дэргэд усны уурын конденсаци" гэсэн гарчигтай. 1910 онд хэвлэгдсэн Кавендишийн лабораторийн түүхэнд Д.Д.ТомсонТэр үед лабораторийн дарга байсан тэрээр Вилсоны нээлтийн талаар бичжээ: "Одоо бид C. T. R. Wilson-ийн усны уураар ханасан тоосгүй хий дэх усны конденсацийн нөхцөл байдлын талаархи гайхалтай цуврал судалгааг авч үзэх ёстой Энэ нь судалж буй асуудлын талаархи бидний мэдлэгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхээс гадна иончлолын хийн шинж чанарыг судлах шинэ, гайхалтай аргыг нээсэн юм."

Томсон шинэ аргыг "гайхалтай" гэж нэрлэхдээ зөв байсан ч эдгээр мөрүүдийг бичиж байхдаа энэ аргын бүрэн хүчийг төсөөлж байсан нь юу л бол. Вилсон 1897 онд хийсэн ажилдаа тоосгүй агаар дахь конденсацийн төвүүд нь рентген туяа эсвэл Беккерел туяагаар үүсгэгдсэн ионууд гэдгийг харуулсан. Үүний зэрэгцээ сөрөг ионууд дээр дусал үүсэхийн тулд анхны эзэлхүүний 1.252 хүртэл огцом тэлэлт шаардлагатай байсан бол эерэг ионууд дээр дусал үүсэхийн тулд анхны эзэлхүүний 1.375 хүртэл тэлэлт шаардлагатай байв. Томсон дээр дурдсан мөрүүдийг бичснээс хойш нэг юм уу хоёр жилийн дараа Вилсон (1911) харилцаа холбоог хэвлүүлж, "Чийглэг хий дэх ионжуулагч хэсгүүдийн замыг илрүүлэх арга нь ионууд үүссэний дараа шууд уурын конденсацын үндсэн дээр" гэж тодорхойлсон байдаг. Эдгээр ионууд."

Эхний үр дүн нь Вилсоны сэтгэлд нийцээгүй бөгөөд 1912 онд тэрээр төхөөрөмжийн загварыг олж, хожим нь Вилсоны танхим гэж нэрлэжээ.

Энд Вилсоны анхны гэрэл зургуудыг тайлбарлаж байна.

"Эдгээр тоонууд нь янз бүрийн төрлийн туяа чийгтэй хийгээр дамжин өнгөрөх үед ялгардаг ионууд дээр өтгөрүүлсэн үүлний гэрэл зургуудаас авсан агшин зуурын зургууд юм. Дараа нь 1 нь тэлэлтийн өмнөх агаарын нягтыг (15 хэмийн усны уураар ханасан агаартай харьцуулахад) илэрхийлнэ. болон 760 ммМУБ Урлаг.), 2 - тэлэлтийн дараах нягт, v 2 / v 1 - тэлэлтийн утга, V - иончлолын камерын таг ба ёроолын вольт дахь боломжит зөрүү, M - гэрэл зургийн аппаратын томруулалт. Бүх тохиолдолд тасалгааны таг эерэг байсан тул сөрөг ионууд дээш, эерэг ионууд доошоо хөдөлдөг.

α-туяагаар ионжуулах.

Гэрэл зургийн камерын тэнхлэг нь босоо; гүнтэй хэвтээ давхарга 2 сммөнгөн усны очоор гэрэлтдэг.

Цагаан будаа. 1 (Хүснэгт I). радийн α-туяа. α хэсгүүдийн зарим нь тэлэлтийн өмнө агаараар дамждаг, бусад нь дараа нь.

1 = 0.98, v 2 / v 1 = 1.36, 2 = 0.72, V = 40 V, M = 1 / 2.18.

Цагаан будаа. 2 (Хүснэгт I). радийн α-туяа. Бүх α бөөмс тэлэлтийн дараа агаараар дамжсан.

1 = 0.97, v 2 / v 1 = 1.33, 2 = 0.73, V = 40 V, M = 1.05.

Цагаан будаа. 3 (Хүснэгт I). радийн α-туяа. Зургийн томруулж буй хэсэг. 2.

1 = 0.97, v 2 / v 1 = 1.33, 2 = 0.73, V = 40 V, M = 2.57.

Цагаан будаа. 4 (Хүснэгт I). Радиум ялгарах α-туяа ба идэвхтэй хурдас.

1 = 1.00, v 2 / v 1 = 1.36, 2 = 0.74, V = 40 V, M = 1 / 124.

Цагаан будаа. 5 (Хүснэгт I). Радийн ялгаралтаар ялгарсан α бөөмийн бүрэн зам.

Энэхүү гайхалтай бөгөөд харьцангуй энгийн төхөөрөмж нь цэнэгтэй субатом бөөмсийн мөрийг илрүүлэх хамгийн эртний аргуудын нэг бөгөөд үүний дагуу цацрагийг судлах хэрэгсэл юм. Бичил ертөнцийн объект (альфа бөөмс, бүр электрон) нь макро ертөнцөд нүцгэн нүдэнд харагдах ул мөр үлдээх чадвартай байдаг нь гайхалтай юм. Бодит байдлын ердийн огтлолцол муутай хэсгүүдийн хоорондох нэг төрлийн гүүр.

Манангийн камерын ажиллах зарчмыг ойлгоход маш энгийн. Хүссэн температурт хөргөсөн гадаргуу дээр үүссэн бага хайлах цэгтэй (уламжлал ёсоор спирт, ацетон эсвэл үүнтэй төстэй зүйлийг ашигладаг) дэгдэмхий бодисын хэт хөргөсөн уур нь өндөр энергитэй цэнэгтэй бөөмийн үлдээсэн ионууд дээр өтгөрдөг. үр дүн нь манантай зам (зам) үлдээдэг. Үүлний камер нь манангийн камераас ялгаатай нь ажлын шингэнийг албадан хөргөхгүйгээр уурын адиабат тэлэлтийн улмаас ажилладаг.

Нарийн төвөгтэй криоген систем, битүүмжилсэн камер гэх мэтийг ашиглахгүйгээр гэртээ манангийн камер хийх хэд хэдэн арга байдаг. Ерөнхийдөө эдгээр нь хүйтэн хэрэглээний материал (хуурай мөс эсвэл шингэн азот) эсвэл Пелтье элементийг дулааны цахилгаанаар ашиглах гэсэн хоёр болж хувирдаг. Peltier элемент нь тийм хавтгай дөрвөлжин зүйл бөгөөд тодорхой гүйдэл, хүчдэл өгөхөд нэг талдаа халж, нөгөө талдаа хөргөж, температурын зөрүү 50-70 хүрдэг гэдгийг сануулъя. градус (үйл ажиллагааны нөхцөл, чанараас хамааран өөр өөр Peltiers өөр өөр ажилладаг).


Би хуурай мөс хайхаас залхуу байсан тул шингэн азотыг хүссэн температурт хүрэхийн тулд маш нарийн тунгаар хэрэглэх шаардлагатай байсан тул Пелтиерийг сонгосон. Хариуд нь тэдэнтэй хамт -50 - -70 * С-ийн хүссэн температурт хүрэх хоёр арга бий. Хамгийн энгийн нь хоёр элементийг цувралаар холбодог бөгөөд тэдгээрийн аль нэг нь халуун талтай радиатор дээр тавигдаж, хүйтэн тал нь хоёр дахь халуун талыг хөргөнө. Усан хөргөлтийг ашиглах үед энэ арга нь нэлээд амжилттай ажилладаг, гэхдээ би үүнийг хүч чадлын эхний туршилтаас бусад тохиолдолд санал болгохгүй: манангийн камерын нөлөө хэтэрхий тогтворгүй байна. Өөр нэг арга бол радиаторыг өндөр чанартай хөргөх, нэг Peltier элементийг ашиглах явдал юм. Хэрэв та түүний халуун талыг 0 Цельсийн хэмээс доош хөргөх юм бол, жишээлбэл, фреон хөргөгч ашиглан хүйтэн талдаа хүссэн -60* хүрэх болно. Үнэндээ энэ шийдлийг ашигласан.

Бүтцийн хувьд манангийн камер нь өөрөө цэвэр спиртийн уурын түдгэлзүүлсэн эх үүсвэр бүхий тунгалаг бие юм (цэвэр байдал нь маш чухал) - дотор нь дэвтээсэн даавуу юм. Хэргийн доод талд фреон хөргөлттэй радиатор дээр хар будсан Peltier элемент байдаг (фреон хөргөгчийн загвар нь өөр нийтлэлийн сэдэв юм). Альфа тоосонцрын эх үүсвэр (энэ тохиолдолд радиоизотопын утаа мэдрэгчээс авсан Pu-239) нь Пелтиерийн ойролцоо эсвэл ойролцоо байрладаг. Системийг ажлын температурт хөргөсний дараа Пельте гадаргууг хажуу талаас нь гэрэлтүүлэхэд альфа тоосонцороос үүссэн мөрүүд харагдах болно. Энд хийсэн шиг тусгай хавсралт бүхий шугаман дээр байрлуулсан лазераар гэрэлтүүлэх үед илүү сайн харагдах байдлыг бий болгодог: ийм гэрэлтүүлэг нь Пелтиерийн гадаргууг гэрэлтүүлэхгүй, харин манантай замыг гэрэлтүүлдэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг маш тод, тод харагдуулдаг. Гэхдээ ердийн гар чийдэн нь маш сайн ажилладаг.

Өндөр чанартай камер ажиллуулахын тулд ажлын талбайн ойролцоо статик цахилгааны эх үүсвэрийг (эсвэл зүгээр л 10-20 киловольтын өндөр хүчдэлийн тогтмол эх үүсвэр) байрлуулах нь зүйтэй. Энэ нь танхимаас илүүдэл ионуудыг цуглуулж, шинэ тоосонцор үүсэх боломжийг олгодог.

Зам бүр яг нэг бөөмстэй тохирч байна. Бүх тоосонцор тэднийг орхихгүй, харин үлдсэн хэсэг бүр нь гарцын эргэлзээгүй ул мөр юм.


Энэ бол энгийн бөөмсийн ертөнц ба макрокосмос хоорондын холбоо бүхий ийм хөгжилтэй тоглоом юм.

Юрий Романов

"Энэ бол шинжлэх ухааны түүхэн дэх хамгийн анхны бөгөөд гайхамшигтай хэрэгсэл юм."
(Эрнест Рутерфорд)

1869 оны хоёрдугаар сарын 14, 145 жилийн өмнө Чарльз Томсон Рис Вилсон Эдинбургийн (Шотланд) ойролцоох фермд төржээ. Тэрээр Манчестер хотын хувийн сургуулиудын нэгэнд, дараа нь тэнд их сургуульд сурч, эмч болохыг мөрөөддөг байв. Тэрээр боловсролоо дуусгахын тулд Кембрижид очсон бөгөөд дараа нь түүний сонирхлын вектор чиглэлээ эрс өөрчилсөн. Тэрээр байгалийн шинжлэх ухааныг сонирхож эхэлсэн.

1894 оны зуны сүүлээр Вилсон Шотландад ирж, нутгийн хамгийн өндөр уулс болох Бен Невист авирчээ. Энэ бол шинжлэх ухааны экспедиц биш байсан бөгөөд Вилсон бол тамирчин, уулчин байсан бөгөөд төрөлх газраа зугаалахаар шийджээ. Энэхүү алхалтаас одоо бидний дүгнэж байгаачлан Вилсоны эрдэмтэн болох шинэ амьдрал эхэлсэн. Тэнд, оройд нь түүнийг тойрон хүрээлж буй үүлс дэх гэрлийн гайхамшигт тоглоом түүнийг зүгээр л татав; тэр хадны туссан сүүдрийн эргэн тойрон дахь өнгөт цагиргийг биширэв. Ерөнхийдөө тэнд, Бен Невисийн оройд тэрээр лабораторид үзсэн бүх үзэгдлээ дахин гаргахыг маш их хүсч байв. Агаар мандлын физикийг одоо түүний шинэ хобби гэж нэрлэдэг.

1927 оны Нобелийн шагнал. Манан дахь бөөмс

1895 онд Чарльз Вилсон Ж.Ж.Томпсоны Кембрижийн лабораторид аспирант байхдаа үүл үүсэх үйл явцыг ойлгохын тулд хэд хэдэн туршилт хийж эхэлсэн. Тэрээр тунгалаг цилиндр хэлбэртэй төхөөрөмжийг гаргаж ирдэг бөгөөд түүний ёроол нь хөдөлдөг. Поршений доошоо хурдан хөдөлгөөн нь тасалгааны эзэлхүүнийг нэмэгдүүлж, доторх даралт, температур буурахад хүргэсэн. Үүний зэрэгцээ цилиндрийн тунгалаг цонхоор Вилсон танхимд өтгөн манан байгааг ажиглав. Энэ үзэгдэл аль хэдийн мэдэгдэж байсан: чийг нь хамгийн жижиг тоосонцор дээр өтгөрдөг, шинэ зүйл биш, бүх зүйл ердийнх шигээ байсан ... Вилсон яагаад энэ туршилтыг давтахаар шийдсэн бөгөөд түүний аппаратыг аль болох тоосгүй агаараар дүүргэсэн нь нууц хаана байна. худлаа. Эрдэмтний зөн совин ямар нэг зүйлийг санал болгосон уу? Эсвэл тэр зүгээр л "тоосгүй" агаарт конденсац үүсэхгүй байхаар шийдэж, энэ асуудлыг хаасан уу?

Ямар нэгэн байдлаар туршилт гэнэтийн үр дүнд хүрсэн: цэвэр агаарт манан үүссэн хэвээр байна. Яагаад? Энэ тохиолдолд конденсацийн төвүүд юу байж болох вэ? Олон жилийн дараа Вилсон тэр үеийн сэтгэл хөдлөлийн байдлаа: "Би маш их баяртай байсан, учир нь би бараг тэр даруйдаа энэ бүхнийг эхлүүлсэн оптик үзэгдлээс хамаагүй илүү сонирхолтой байх болно гэж амласан зүйлтэй тааралдав." Вилсон чийг нь ямар нэгэн байдлаар агаарт гарч ирдэг цэнэгтэй бөөмс болох ионууд дээр өтгөрдөг гэсэн ухаалаг санааг дэвшүүлэв.

Энэ таамаглалыг шалгахын тулд Вилсон өөрийн үнэтэй рентген гуурсныхаа нэгийг профессор Томпсоноос зээлж авдаг (төхөөрөмжийг гэмтээх, санамсаргүйгээр эвдэх вий гэсэн айдастай байнга тэмцэж байсан). Томпсон энэ үед рентген туяаны ионжуулагч шинж чанарыг судалж байсан тул аспирантынхаа туршилтанд сонирхолтой оролцогч болжээ. Тэрээр залуу Вилсоны бүтээлч тарчлалыг ингэж дүрсэлжээ: “Манан камер бүтээх нь [энэ төхөөрөмжийг зохион бүтээгчийн нэрээр нэрлэх хүртлээ ийм нэртэй байсан. - Ю.Р.] нь маш их хөдөлмөр шаардсан үйл явц болж хувирсан. Шилэн үлээгч мэргэжлийг эзэмшсэн Вилсон өөрөө хийсэн хэд хэдэн нарийн төвөгтэй шилэн эд ангиудыг шаарддаг. Лабораторийн шал нь хэлтэрхийгээр хучигдсан, колбо дахин дахин дэлбэрч байв. Вилсон сэтгэл дундуур байсангүй, тэр бүгдийг дахин эхлүүлж, аппаратанд өөр колбо хавсаргах зуураа: "Хонгор минь, хонгор минь, та жаахан тэвчээртэй байх уу?"

40 жилийн турш бөөмийн физикийн зэвсгийн хамгийн чухал хэрэгсэл болох "Үүлэн танхим" гэж бидний мэддэг төхөөрөмжийг 1910 онд үйлдвэрлэсэн. Жилийн дараа тэрээр камераар нисч буй цэнэглэгдсэн бөөмсийн манантай замуудын (ул мөр) анхны гэрэл зургийг авч чаджээ. 1959 онд, 90 настайдаа тэрээр эдгээр үйл явдлуудыг мартаагүй бөгөөд эдгээр үгсийг дүрсэлсэн байдаг: "Би олж авсан үр дүнг биширдэг байснаа одоо ч сайн санаж байна. Эдгээр дуунууд гайхалтай байсан. Тэд энд тэнд үс эсвэл гэрэл гарч байгаа мэт харагдсан... Гайхалтай байлаа.”

1927 онд тэрээр "цахилгаан цэнэглэгдсэн бөөмсийн траекторийг уурын конденсацийн тусламжтайгаар нүдээр илрүүлэх аргын төлөө" физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ. Тэрээр камераа цаашид сайжруулах ажилд оролцоогүй: тэрээр атмосферийн электрофизикийн асуудлыг илүү их сонирхож байв. Амьдралынхаа төгсгөлд тэрээр гэр бүлийн хамт Карлопс тосгон руу нүүжээ. Түүнтэй зэргэлдээ амьдардаг УИХ-ын гишүүн асан Там Далелл Вилсонтой хийсэн анхны уулзалтаа дурсахдаа: “Бороо орж байлаа. Хаалгыг минь тогшлоо, би онгойлгов. Хөрш айлын үүдэнд зогсож байсан бөгөөд аяга цай уух уу гэж асуув. Түүнийг данх дээр ажиллаж байх үед би хананд наасан гэрэл зургийг анзаарсан нь намайг хөлдөж орхив. 15 эрэгтэй, нэг эмэгтэй байсан. Альберт Эйнштейн, Мари Кюри, тэр үеийн бүх агуу физикчид. Тэдний дунд нэг эрэгтэй байсан, одоогоос 40 насаар дүү, гэхдээ намайг цайнд урьсан хөрш байсан. Би унах шахсан. Тэр бол хүн төрөлхтнийг цөмийн эрин үе рүү ороход тусалсан агуу Вилсон юм."

1948 оны Нобелийн шагнал. Манан хяналтанд байна

Патрик Мейнард Стюарт Барон Блэкетт Вилсоны танхимыг үндсээр нь сайжруулж чадсан. Тэнгисийн цэргийн флотын офицер байсан тэрээр Дэлхийн 1-р дайны үеэр Фолкландын арлууд болон Жутландад болсон үйл явдлыг харсан. Дайны дараа тэрээр тэтгэвэртээ гарч, Кембрижид Эрнест Рутерфордын удирдлаган дор физикийн чиглэлээр суралцжээ.

Хожим нь тэрээр шинжлэх ухааны гайхалтай үр дүнд хүрч, хэд хэдэн гайхалтай нээлт хийх байсан ч энэ бүхэн өөр хэлэлцэх сэдэв юм. Одоо өөр зүйл чухал байна. 1932 онд Италийн залуу физикч Жузеппе Оксиалинитэй хамтран ажиллаж (доорх зураг) Вилсоны камер ба Гейгер-Мюллерийн хоёр тоолуурыг нэгийг нь камерын дээр, нөгөөг нь доор байрлуулсан гоёмсог хослолыг бүтээжээ. Тусгай электрон хэлхээ нь үүлний камерыг зөвхөн хоёр тоолуур нэгэн зэрэг асаахад л ажиллуулж эхэлсэн.

Блэкеттийн шинэ бүтээлийн ачаар үүлний танхим нь "чиглэлийн хэв маяг"-ыг олж авсан; Энэ нь одоо өгөгдсөн чиглэлээс ирж буй бөөмсийг барьж авахаар тохируулж болно. Түүгээр ч барахгүй Гейгер тоолуурын ажиллах босгыг тогтоосноор ажиглагдсан тоосонцорыг эрчим хүчээр шүүх боломжтой болсон. Эдгээр хоёр хүчин зүйл нь сансар огторгуйн цацрагийн судалгаа, астрофизик, ерөнхийдөө бөөмийн физикийн салбарт асар их ахиц дэвшилд хүргэсэн. 1948 онд Блэкетт "үүлэн камерын аргыг сайжруулж, цөмийн физик, сансар огторгуйн цацрагийг нээн илрүүлснийхээ төлөө" физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.

1960 оны Нобелийн шагнал. Бөмбөлөг, манан

Хэрэв үүлний камерт хэт хөргөсөн уур ионууд дээр конденсацийн улмаас цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн мөр үүссэн бол 1953 онд зохион бүтээсэн бөгөөд Дональд Артур Глейзерийн "хөөсний камер" гэж нэрлэсэн төхөөрөмжид хэт халсан хэсэгт бөөмсийн ул мөр гарч ирэв. даралт буурах үед шингэн. Энэ тохиолдолд нэг төрлийн "урвуу манан" үүссэн: бөөмс шингэн дотор хөдөлж байх үед уураар дүүрсэн бөмбөлөгүүдийн гинж үүссэн.

Глэйзер янз бүрийн шингэн, тэр дундаа шар айрагтай олон туршилт хийсэн (эхэндээ тэр лонхыг задлахад шар айраг "буцалж" байгааг ажиглахад бөмбөлөгтэй камерын тухай санаа төрсөн гэж мэдэгдсэн; дараа нь тэр үүнийг хүлээн зөвшөөрсөн. "шар айрагны урам зориг" байсангүй, гэхдээ энэ нь баримт хэвээр байна: тэр хөөстэй камерын анхны загваруудад хөнгөн шар айраг асгаж, танхим маш сайн ажилласан!)

Глазерын хөөстэй камер нь маш амжилттай төхөөрөмж болсон тул 60-аад оноос хойш Вилсоны камерыг бүрэн сольсон. Мөн 1960 оны Физикийн Нобелийн шагналыг "хөөсний камер зохион бүтээсэн" төлөө Дональд Глэйзер хүртжээ. Дэлхий даяар хурдасгуурын туршилтыг улам бүр томорч буй криоген бөмбөлөгтэй камеруудыг ашиглан хийж эхэлсэн бөгөөд энэ нь электроникоор дүүргэсэн инженерийн нарийн төвөгтэй цогцолбор болж хувирдаг.

Одоо туршилтын бөөмийн физикийн "манан ба уурын эрин үе" дуусч, шинэ төрлийн детекторууд бөмбөлөгний камерыг сольж байна. Гэхдээ энэ бол огт өөр түүх ...

Төхөөрөмжийн зорилго

Вилсоны камер - цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн ул мөрийг (мөр) бүртгэх түүхэн дэх анхны төхөөрөмжүүдийн нэг. Үүл танхимыг бичил ертөнц рүү орох "цонх" гэж нэрлэж болно. Энэ нь усны уур эсвэл ханалтанд ойрхон спиртээр дүүрсэн, битүүмжилсэн сав юм.

Төхөөрөмжийн зохион бүтээгч

Бөөмийн мөрийг ажиглах техникийн чухал алхам бол үүлний камерыг бий болгох явдал байв

(1912) 1912 онд Чарльз Вилсон зохион бүтээжээ. Вилсон 1927 онд

Нобелийн шагнал хүртсэн.

Чарльз Вилсон

Вилсоны танхим.

Шилэн хавтан

Төхөөрөмж.

Шилэн

Шилэн

Хар даавуу

Ханасан

Төхөөрөмж.

Вилсоны танхим. Шилэн таглаатай, ёроолд нь бүлүүртэй савыг ус, спирт эсвэл эфирийн ханасан уураар дүүргэдэг. Поршеныг буулгахад адиабат тэлэлтийн улмаас уур нь хөргөж, хэт ханасан болно. Тасалгаагаар дамжин өнгөрөх цэнэгтэй бөөм нь замдаа ионуудын гинж үлдээдэг. Уур нь ионууд дээр өтгөрч, бөөмийн мөрийг харагдуулна.

Роботын зарчим

Үүлний камерын үйл ажиллагааны зарчим нь хэт ханасан уурын конденсаци болон камерын дундуур нисч буй цэнэглэгдсэн бөөмийн мөрний дагуу ионууд дээр харагдахуйц шингэний дусал үүсэхэд суурилдаг. хэт ханасан уур Хэт ханасан уур үүсгэхийн тулд механик поршений тусламжтайгаар хийн хурдан адиабат тэлэлт явагдана. Замын зургийг авсны дараа камер дахь хий дахин шахагдаж, ион дээрх дуслууд ууршдаг. Тасалгааны цахилгаан орон нь хэт ханасан уурын конденсац болон нисч буй цэнэглэгдсэн бөөмийн дагуух ионууд дээр харагдахуйц шингэний дуслууд үүсэхэд үндэслэн Вилсоны хийн өмнөх иончлолын үед үүссэн ионуудын камерыг "цэвэрлэх" үйлчилгээ үзүүлдэг. танхимаар дамжуулан. Замын зургийг авсны дараа камер дахь хий дахин шахагдаж, ион дээрх дуслууд ууршдаг. Тасалгааны цахилгаан орон нь хийн өмнөх иончлолын үед үүссэн ионуудын камерыг "цэвэрлэх" үйлчилгээ үзүүлдэг.

үүний үр дүнд хүчилтөрөгчийн цөм үүсэх ба



Танд нийтлэл таалагдсан уу? Найзуудтайгаа хуваалцаарай!