Metodat për zbulimin e grimcave të ngarkuara. Metodat për vëzhgimin dhe regjistrimin e grimcave të ngarkuara

Video tutorial 2: Lentet shpërndarëse - Fizika në eksperimente dhe eksperimente


Ligjërata: Lente konvergjente dhe divergjente. Lente e hollë. Gjatësia fokale dhe fuqia optike e një lente të hollë

Lente. Llojet e lenteve

Siç e dini, të gjitha fenomenet dhe proceset fizike përdoren në projektimin e makinerive dhe pajisjeve të tjera. Përthyerja e dritës nuk bën përjashtim. Ky fenomenështë përdorur në prodhimin e kamerave, dylbi, dhe syri i njeriut është gjithashtu një lloj pajisje optike, të aftë për të ndryshuar rrjedhën e rrezeve. Për këtë përdoret një lente.


Lente- Kjo trup transparent, i cili kufizohet nga të dyja anët me sfera.

kursi shkollor fizikanët konsiderojnë thjerrëzat e bëra prej qelqi. Megjithatë, mund të përdoren edhe materiale të tjera.

Ekzistojnë disa lloje kryesore të lenteve që kryejnë funksione specifike.

Lente bikonvekse


Nëse thjerrëzat përbëhen nga dy hemisfera konvekse, atëherë ato quhen bikonvekse. Le të shohim se si sillen rrezet kur kalojnë nëpër një lente të tillë.


Në imazh A 0 D- ky është boshti kryesor optik. Kjo është rrezja që kalon në qendër të thjerrëzës. Thjerrëza është simetrike në lidhje me këtë bosht. Të gjitha rrezet e tjera që kalojnë nëpër qendër quhen boshte dytësore nuk vërehet simetri relative;

Konsideroni një rreze rënëse AB, e cila thyhet për shkak të kalimit në një medium tjetër. Pasi rrezja e përthyer prek murin e dytë të sferës, ajo thyhet përsëri derisa të kryqëzojë boshtin kryesor optik.


Nga kjo mund të konkludojmë se nëse një rreze e caktuar ishte paralele me boshtin kryesor optik, atëherë pasi të kalojë nëpër thjerrëza do të presë boshtin kryesor optik.


Të gjitha rrezet që ndodhen pranë boshtit kryqëzohen në një pikë, duke krijuar një rreze. Ato rreze që janë larg boshtit kryqëzohen në një vend më afër thjerrëzës.

Dukuria në të cilën rrezet konvergojnë në një pikë quhet duke u fokusuar, dhe pika e fokusit është fokusi.


Fokusimi ( gjatësia fokale) tregohet në figurë me shkronjë F.

Një lente në të cilën rrezet mblidhen në një pikë prapa saj quhet lente konvergjente. Kjo eshte bikonveks lente është duke mbledhur.

Çdo lente ka dy pika fokale - ato janë para dhe prapa saj.


Lente bikonkave


Një lente e bërë nga dy hemisfera konkave quhet bikonkave.


Siç shihet nga figura, rrezet që godasin një lente të tillë thyhen dhe në dalje ato nuk e kryqëzojnë boshtin, por përkundrazi, priren larg tij.

Nga kjo mund të konkludojmë se një lente e tillë shpërndan, dhe për këtë arsye quhet dispersive.

Nëse rrezet e shpërndara vazhdojnë përpara thjerrëzës, ato do të konvergojnë në një pikë, e cila quhet fokus imagjinar.


Lentet konvergjente dhe divergjente mund të marrin edhe forma të tjera, siç tregohet në figura.


1 - bikonveks;

2 - plano-konveks;

3 - konkave-konveks;

4 - bikonkave;

5 - banesë-konkave;

6 - konveks-konkave.


Në varësi të trashësisë së thjerrëzave, ajo mund të thyejë rrezet ose më të forta ose më të dobëta. Për të përcaktuar se sa fort përthyhet një lente, quhet një sasi fuqia optike.

D është fuqia optike e thjerrëzave (ose sistemit të lenteve);

F është gjatësia fokale e thjerrëzave (ose sistemit të lenteve).

[D] = 1 dioptri. Njësia e fuqisë së lenteve është dioptri (m -1).

Lente e hollë


Kur studiojmë lente, ne do të përdorim konceptin e një lente të hollë.

Pra, le të shohim një vizatim që tregon një lente të hollë. Pra, një lente e hollë është ajo, trashësia e së cilës është mjaft e vogël. Megjithatë, për ligjet fizike Pasiguria është e papranueshme, kështu që përdorimi i termit "mjaftueshëm" është i rrezikshëm. Besohet se një lente mund të quhet e hollë kur trashësia është më e vogël se rrezet e dy sipërfaqeve sferike.

Instrumentet e përdorura për zbulimin e rrezatimit bërthamor quhen detektorë të rrezatimit bërthamor. Më të përdorurit janë detektorët që zbulojnë rrezatimin bërthamor nga jonizimi dhe ngacmimi i atomeve të lëndës që prodhojnë. Numëruesi i shkarkimit të gazit u shpik nga fizikani gjerman G. Geiger, më pas u përmirësua së bashku me W. Muller. Prandaj, numëruesit e shkarkimit të gazit shpesh quhen numërues Geiger-Muller. Një tub cilindrik shërben si trupi i njehsorit një fije e hollë metalike është e shtrirë përgjatë boshtit të saj. Filli dhe trupi i tubit ndahen nga një izolant. Vëllimi i punës i njehsorit është i mbushur me një përzierje gazesh, për shembull argon me një përzierje avujsh alkool metil, në një presion prej rreth 0,1 atm.

Për të regjistruar grimcat jonizuese, aplikohet një tension i lartë midis trupit të kundërt dhe filamentit. presion konstant, filli është anoda. Një grimcë e ngarkuar shpejt që fluturon nëpër vëllimin e punës të banakut

prodhon jonizimin e atomeve të gazit mbushës përgjatë rrugës së tij. Nën ndikimin e një fushe elektrike elektronet e lira lëvizni drejt anodës, jone pozitive lëvizni drejt katodës. Forca e fushës elektrike pranë anodës NNH të numëruesit është aq e lartë sa elektronet e lira, kur i afrohen asaj në rrugën midis dy përplasjeve me atome neutrale, marrin energji të mjaftueshme për jonizimin e tyre. Në njehsor ndodh një shkarkim korona, i cili ndalet pas një periudhe të shkurtër kohe.

Një impuls i tensionit dërgohet nga një rezistencë e lidhur në seri me numëruesin në hyrjen e pajisjes regjistruese. Diagram skematik ndezja e një numëruesi të shkarkimit të gazit për të regjistruar rrezatimin bërthamor është paraqitur në figurën 314. Në bazë të leximeve të pajisjes elektronike të numërimit, përcaktohet numri i grimcave të ngarkuara shpejt të regjistruara nga numëruesi.

Numëruesit e scintilacionit.

Dizajni i pajisjes më të thjeshtë të krijuar për regjistrimin e grimcave alfa, spintariskopi, është paraqitur në figurën 302. Pjesët kryesore të spintariskopit janë ekrani 3, i veshur me një shtresë sulfide zinku dhe xham zmadhues me fokus të shkurtër 4. Droga radioaktive alfa vendosur në fundin e shufrës 1 afërsisht përballë mesit të ekranit. Kur një grimcë alfa godet kristalet e sulfurit të zinkut, ndodh një ndezje drite, e cila mund të zbulohet kur vëzhgohet nga një xham zmadhues.

Procesi i konvertimit energjia kinetike Grimca e ngarkuar shpejt në energjinë e një ndezjeje drite quhet scintilim. Scintilacioni është një lloj fenomeni i lumineshencës. Në sportelet moderne të scintilacionit, ndezjet e dritës regjistrohen duke përdorur fotocela, të cilat shndërrojnë energjinë e blicit të dritës në kristal në energji pulsi. rryme elektrike. Impulset aktuale në daljen e fotocelës amplifikohen dhe më pas regjistrohen.

Dhoma Wilson.

Një nga instrumentet më të shquar të fizikës bërthamore eksperimentale është dhoma e reve. Pamja e jashtme Dhoma e demonstrimit të shkollës së Wilson-it është paraqitur në figurën 315. Në formë cilindrike

Një enë me kapak xhami të sheshtë përmban ajër që përmban avujt e ngopur të alkoolit. Vëllimi i punës i dhomës lidhet përmes një tubi me një llambë gome. Brenda dhomës, një ilaç radioaktiv është montuar në një shufër të hollë. Për të aktivizuar kamerën, llamba fillimisht shtrydhet lehtë, pastaj lëshohet fort. Me zgjerim të shpejtë adiabatik, ajri dhe avulli në dhomë ftohen, dhe avulli hyn në një gjendje të mbingopjes. Nëse në këtë moment një grimcë alfa largohet nga përgatitja, një kolonë jonesh formohet përgjatë rrugës së lëvizjes së saj në gaz. Avulli i mbingopur kondensohet në pika të lëngshme dhe formimi i pikave ndodh kryesisht në jonet, të cilat shërbejnë si qendra të kondensimit të avullit. Një kolonë pikash e kondensuar në jone përgjatë trajektores së një grimce quhet një gjurmë grimcash.

Për të bërë matje të sakta karakteristikat fizike Për të zbuluar grimcat, dhoma e reve vendoset në një fushë magnetike konstante. Gjurmët e grimcave që lëvizin në një fushë magnetike rezultojnë të jenë të lakuara. Rrezja e lakimit të gjurmës varet nga shpejtësia e grimcave, masa dhe ngarkesa e saj. Me induksion të njohur fushë magnetike këto karakteristika të grimcave mund të përcaktohen nga rrezet e matura të lakimit të gjurmëve të grimcave.

Fotografitë e para të gjurmëve të grimcave alfa në një fushë magnetike u morën nga fizikani sovjetik P. L. Kapitsa në 1923.

Metoda e përdorimit të një dhome reje në një fushë magnetike konstante për të studiuar spektrat e rrezatimit beta dhe gama dhe kërkimin grimcat elementare u zhvillua për herë të parë nga fizikani sovjetik akademik Dmitry Vladimirovich Skobeltsin.

Dhoma e flluskës.

Parimi i funksionimit të dhomës së flluskës është si më poshtë. Dhoma përmban lëng në një temperaturë afër pikës së vlimit. Grimcat e ngarkuara shpejt depërtojnë në vëllimin e tij të punës përmes një dritareje të hollë në murin e dhomës dhe jonizojnë dhe eksitojnë atomet e lëngëta në rrugën e tyre. Në momentin kur grimcat depërtojnë në vëllimin e punës të dhomës, presioni brenda saj zvogëlohet ndjeshëm dhe lëngu kalon në një gjendje të mbinxehur. Jonet që dalin përgjatë rrugës së një grimce kanë një tepricë të energjisë kinetike. Kjo energji çon në një rritje të temperaturës së lëngut në një vëllim mikroskopik pranë çdo joni, në vlimin e tij dhe në formimin e flluskave të avullit. Një zinxhir flluskash avulli që dalin përgjatë rrugës së një grimce të ngarkuar shpejt përmes një lëngu formon një gjurmë të kësaj grimce.

Në një dhomë flluskë, dendësia e çdo lëngu është dukshëm më e lartë se dendësia e gazit në një dhomë reje, kështu që mund të përdoret për të studiuar në mënyrë më efektive ndërveprimet e grimcave të ngarkuara shpejt me bërthamat atomike. Për mbushjen e dhomave të flluskave përdoret hidrogjeni i lëngshëm, propani, ksenoni dhe disa lëngje të tjera.

Metoda e fotoemulsionit.

Metoda fotografike është historikisht metoda e parë eksperimentale për regjistrimin e rrezatimit bërthamor, pasi fenomeni i radioaktivitetit u zbulua nga Becquerel duke përdorur këtë metodë.

Aftësia e grimcave të ngarkuara shpejt për të krijuar një imazh latent në një emulsion fotografik përdoret gjerësisht në fizika bërthamore dhe aktualisht. Emulsionet fotografike bërthamore përdoren veçanërisht me sukses në kërkimet në fushën e fizikës së grimcave dhe rrezet kozmike. Një grimcë e ngarkuar shpejt, kur lëviz në një shtresë emulsioni fotografik, krijon qendra të një imazhi latente përgjatë rrugës së lëvizjes. Pas zhvillimit, shfaqet një imazh i gjurmëve të grimcave primare dhe të gjitha grimcave të ngarkuara që dalin në emulsion si rezultat. ndërveprimet bërthamore grimca primare.

Grimcat elementare mund të vërehen falë gjurmëve që lënë kur kalojnë nëpër materie. Natyra e gjurmëve na lejon të gjykojmë shenjën e ngarkesës së grimcave, energjinë dhe vrullin e saj. Grimcat e ngarkuara shkaktojnë jonizimin e molekulave në rrugën e tyre. Grimcat neutrale nuk lënë gjurmë në rrugën e tyre, por ato mund të zbulohen në momentin e kalbjes në grimca të ngarkuara ose në momentin e përplasjes me ndonjë bërthamë. Prandaj, grimcat neutrale zbulohen gjithashtu nga jonizimi i shkaktuar nga grimcat e krijuara ose të ngarkuara.

Numëruesi Geiger i shkarkimit të gazit. Një numërues Geiger është një pajisje për numërimin automatik të grimcave. Banaku përbëhet nga një tub xhami i veshur nga brenda me një shtresë metalike (katodë) dhe një fije e hollë metalike që kalon përgjatë boshtit të tubit (anodë).

Tubi zakonisht mbushet gaz inert(argon). Funksionimi i pajisjes bazohet në jonizimin e ndikimit. Një grimcë e ngarkuar që fluturon përmes një gazi përplaset me atomet, duke rezultuar në formimin e joneve pozitive të gazit dhe elektroneve. Fusha elektrike midis katodës dhe anodës përshpejton elektronet drejt energjive në të cilat fillon jonizimi i ndikimit. Ndodh një ortek jonesh dhe elektronesh dhe rryma përmes numëruesit rritet ndjeshëm. Në këtë rast, një impuls i tensionit formohet në rezistencën e ngarkesës R, i cili furnizohet me pajisjen e numërimit.

Numëruesi Geiger përdoret kryesisht për regjistrimin e elektroneve dhe fotoneve. Regjistrimi i grimcave të rënda (për shembull - grimcat) është i vështirë, pasi është e vështirë të bësh një "dritare" mjaft të hollë në banak që të jetë transparente për këto grimca.

Dhoma Wilson. Në një dhomë reje, e krijuar në vitin 1912, një grimcë e ngarkuar lë një gjurmë që mund të vëzhgohet drejtpërdrejt ose të fotografohet. Veprimi i dhomës bazohet në kondensimin e avullit të mbingopur në jonet për të formuar pika uji. Këto jone krijohen përgjatë trajektores së saj nga një grimcë e ngarkuar në lëvizje. Nga gjatësia e gjurmës (udhës) e lënë nga një grimcë, mund të përcaktohet energjia e grimcës, dhe nga numri i pikave për njësi të gjatësisë së gjurmës, mund të vlerësohet shpejtësia e saj. Grimcat me ngarkim i madh lini një gjurmë me trashësi më të madhe.

Dhoma e flluskës. Në vitin 1952 Shkencëtari amerikan D. Glaser propozoi përdorimin e lëngut të mbinxehur për të zbuluar gjurmët e grimcave. Një grimcë jonizuese që fluturon nëpër dhomë shkakton një zierje të dhunshme të lëngut, si rezultat i së cilës gjurma e grimcës tregohet nga një zinxhir flluskash avulli - formohet një udhë.

Dhoma e emulsionit. Fizikantët sovjetikë L.V. Mysovsky dhe A.P. Zhdanov ishte i pari që përdori pllaka fotografike për të regjistruar mikrogrimcat. Grimcat e ngarkuara kanë të njëjtin efekt në emulsionin fotografik si fotonet. Prandaj, pas zhvillimit të pllakës në emulsion, formohet një gjurmë (gjurmë) e dukshme e grimcave fluturuese. Disavantazhi i metodës së pllakës fotografike ishte trashësia e vogël e shtresës së emulsionit, si rezultat i së cilës u morën vetëm gjurmët e grimcave që shtriheshin paralelisht me rrafshin e shtresës.

Në dhomat e emulsionit, pako të trasha të përbëra nga shtresa individuale të emulsionit fotografik janë të ekspozuara ndaj rrezatimit. Kjo metodë u quajt metoda e fotoemulsionit me shtresë të trashë.

Metodat për zbulimin e grimcave të ngarkuara

I. Njihuni me materialin teorik.

Janë zhvilluar metoda të shumta për regjistrimin e grimcave elementare dhe rrezatimit për të studiuar fenomenet bërthamore. Le të shohim disa prej tyre që përdoren më gjerësisht.

1) Numëruesi Geiger i shkarkimit të gazit

Një numërues Geiger është një nga pajisjet më të rëndësishme për numërimin automatik të grimcave. Banaku përbëhet nga një tub xhami i veshur nga brenda me një shtresë metalike (katodë) dhe një fije e hollë metalike që kalon përgjatë boshtit të tubit (anodë).

Tubi është i mbushur me gaz, zakonisht argon. Numëruesi funksionon në bazë të jonizimit të ndikimit. Një grimcë e ngarkuar (elektroni, Υ-grimca, etj.), duke fluturuar nëpër një gaz, largon elektronet nga atomet dhe krijon jone pozitive dhe elektrone të lira. Fusha elektrike midis anodës dhe katodës (furnizuar atyre tension të lartë) përshpejton elektronet drejt energjive në të cilat fillon jonizimi i ndikimit. Ndodh një ortek jonesh dhe rryma përmes numëruesit rritet ndjeshëm. Në këtë rast, një impuls i tensionit gjenerohet në të gjithë rezistencën e ngarkesës R, e cila futet në pajisjen e regjistrimit. Në mënyrë që numëruesi të regjistrojë grimcën tjetër që e godet atë, shkarkimi i ortekut duhet të shuhet. Kjo ndodh automatikisht.

Oriz. 1

Numëruesi Geiger përdoret kryesisht për regjistrimin e elektroneve dhe kuanteve Y (fotone me energji të lartë, megjithatë, Y-kuantet nuk regjistrohen drejtpërdrejt për shkak të aftësisë së tyre të ulët jonizuese). Për t'i zbuluar ato, muri i brendshëm i tubit është i veshur me një material nga i cili kuantat Y nxjerrin jashtë elektronet.

Numëruesi regjistron pothuajse të gjitha elektronet që hyjnë në të; Sa i përket Y-kuantës, ajo regjistron afërsisht vetëm një Y-kuantë nga njëqind. Regjistrimi i grimcave të rënda (për shembull, grimcat J) është i vështirë, pasi është e vështirë të bësh një "dritare" mjaft të hollë në numërues që të jetë transparente për këto grimca.

2) Dhoma e reve

Veprimi i një dhome reje bazohet në kondensimin e avullit të mbingopur në jonet për të formuar pika uji. Këto jone krijohen përgjatë trajektores së saj nga një grimcë e ngarkuar në lëvizje.

Pajisja është një cilindër me piston 1 (Fig. 2), i mbuluar me një kapak xhami të sheshtë 2. Vëllimi i punës i dhomës është i mbushur me gaz, i cili përmban avull i ngopur. Kur pistoni lëviz shpejt poshtë, gazi në vëllim zgjerohet në mënyrë adiabatike dhe ftohet, ndërsa bëhet i mbingopur. Kur një grimcë fluturon nëpër këtë hapësirë, duke krijuar jone përgjatë rrugës së saj, atëherë në këto jone formohen pika avulli të kondensuar. Një gjurmë e trajektores së grimcave (pista) shfaqet në kamerë në formën e një shiriti mjegull (Fig. 3), i cili mund të vëzhgohet dhe fotografohet. Pista ekziston për të dhjetat e sekondës. Duke e kthyer pistonin në pozicionin e tij origjinal dhe duke hequr jonet me një fushë elektrike, mund të kryhet përsëri zgjerimi adiabatik. Kështu, eksperimentet me kamerën mund të kryhen në mënyrë të përsëritur.

Oriz. 3

Nëse kamera vendoset midis poleve të një elektromagneti, atëherë aftësitë e kamerës për të studiuar vetitë e grimcave zgjerohen ndjeshëm. Në këtë rast, forca Lorentz vepron në grimcën lëvizëse, e cila bën të mundur përcaktimin e vlerës së ngarkesës së grimcës dhe momentit të saj nga lakimi i trajektores. Figura 4 tregon variant i mundshëm deshifrimi i fotografive të gjurmëve të elektroneve dhe pozitroneve. Vektori i induksionit B i fushës magnetike është i drejtuar pingul me rrafshin e vizatimit pas vizatimit. Pozitroni devijon në të majtë, dhe elektroni në të djathtë.

3) Dhoma e flluskës

Ai ndryshon nga dhoma e reve në atë që avujt e mbingopur në vëllimin e punës të dhomës zëvendësohen nga lëngu i mbinxehur, d.m.th. një lëng që është nën presion më të vogël se presioni i avullit të tij të ngopur.

Duke fluturuar nëpër një lëng të tillë, një grimcë shkakton shfaqjen e flluskave të avullit, duke formuar kështu një pistë (Fig. 5).

Në gjendjen fillestare, pistoni ngjesh lëngun. Me një rënie të mprehtë të presionit, pika e vlimit të lëngut është më e ulët se temperatura e ambientit.

Lëngu bëhet i paqëndrueshëm (i mbinxehur). Kjo siguron shfaqjen e flluskave përgjatë rrugës së grimcave. Si përzierje pune përdoren hidrogjeni, ksenoni, propani dhe disa substanca të tjera.

Avantazhi i dhomës së flluskës ndaj dhomës Wilson është për shkak të dendësi më të madhe substanca punuese. Si rezultat, shtigjet e grimcave rezultojnë të jenë mjaft të shkurtra, dhe grimcat me energji edhe të larta ngecin në dhomë. Kjo lejon që dikush të vëzhgojë një sërë transformimesh të njëpasnjëshme të një grimce dhe reagimet që ajo shkakton.

II. Duke përdorur material teorik dhe burimet e internetit, plotësoni tabelën.

Shkruani përgjigjet tuaja në një fletë të dyfishtë letre, duke e vendosur atë horizontalisht.

Pajisja

Informacioni i grimcave

Lloji i grimcave

Përparësitë

Të metat

Zbulimet e bëra duke përdorur pajisjen

Numëruesi Geiger i shkarkimit të gazit

Dhoma Wilson

Dhoma e flluskës

III. Shkruani përgjigjet e plota të pyetjeve.

  1. Figura tregon trajektoren e një grimce në një dhomë re të vendosur në një fushë magnetike të drejtuar siç tregohet në figurë.
  • Përcaktoni shenjën e ngarkesës së grimcave, shkruani se cilin rregull keni përdorur.
  • Pse grimca devijohet?

2. Një fushë magnetike krijohet në dhomën e reve dhe dhomën e flluskave. Pse po bëhet kjo?

Në këtë artikull do t'ju ndihmojmë të përgatiteni për një mësim fizik (klasa e 9-të). Hulumtimi i grimcave nuk është një temë e zakonshme, por një ekskursion shumë interesant dhe emocionues në botën e shkencës bërthamore molekulare. Qytetërimi ishte në gjendje të arrinte një nivel të tillë përparimi mjaft kohët e fundit, dhe shkencëtarët ende po argumentojnë nëse njerëzimi ka nevojë për një njohuri të tillë? Në fund të fundit, nëse njerëzit mund ta përsërisin procesin shpërthim atomik, e cila çoi në shfaqjen e Universit, atëherë ndoshta jo vetëm planeti ynë, por edhe i gjithë Kozmosi do të shembet.

Për cilat grimca po flasim dhe pse i studiojmë ato?

Përgjigjet e pjesshme për këto pyetje jepen nga një kurs fizikë. Metodat eksperimentale për studimin e grimcave janë një mënyrë për të parë atë që është e paarritshme për njerëzit edhe duke përdorur mikroskopët më të fuqishëm. Por gjërat e para së pari.

Një grimcë elementare është një term kolektiv që i referohet grimcave që nuk mund të ndahen më në copa më të vogla. Në total, fizikanët kanë zbuluar më shumë se 350 grimca elementare. Jemi mësuar më shumë të dëgjojmë për protone, neurone, elektrone, fotone dhe kuarkë. Këto janë të ashtuquajturat grimca themelore.

Karakteristikat e grimcave elementare

Të gjitha grimcat më të vogla kanë të njëjtën veti: ata mund të ndërthurin nën ndikimin e ndikimit të tyre. Disa kanë të fortë vetitë elektromagnetike, të tjera gravitacionale të dobëta. Por të gjitha grimcat elementare karakterizohen nga parametrat e mëposhtëm:

Një ekskursion i shkurtër në teorinë e strukturës së materies

Çdo substancë përbëhet nga atome, të cilët nga ana e tyre kanë një bërthamë dhe elektrone. Elektronet janë si planetët brenda sistem diellor, secila lëviz rreth bërthamës përgjatë boshtit të vet. Distanca midis tyre është shumë e madhe, në shkallë atomike. Bërthama përbëhet nga protone dhe neurone, lidhja midis tyre është aq e fortë sa nuk mund të ndahen nga asnjë të njohura për shkencën mënyrë. Ky është thelbi metodat eksperimentale hulumtimi i grimcave (shkurtimisht).

Është e vështirë për ne të imagjinojmë, por komunikimi bërthamor tejkalon të gjitha forcat e njohura në tokë miliona herë. Ne e dimë kimikatin shpërthim bërthamor. Por ajo që mban protonet dhe neuronet së bashku është diçka tjetër. Ndoshta ky është çelësi për të zbuluar misterin e origjinës së universit. Kjo është arsyeja pse është kaq e rëndësishme të studiohen metodat eksperimentale për studimin e grimcave.

Eksperimentet e shumta i çuan shkencëtarët në idenë se neuronet përbëhen nga njësi edhe më të vogla dhe i quajtën kuarkë. Nuk dihet ende se çfarë ka brenda tyre. Por kuarkët janë njësi të pandashme. Kjo është, nuk ka asnjë mënyrë për të veçuar një. Nëse shkencëtarët përdorin një metodë eksperimentale të studimit të grimcave për të izoluar një kuark, atëherë pavarësisht sa përpjekje bëjnë ata, të paktën dy kuarkë janë gjithmonë të izoluar. Kjo konfirmon edhe një herë fuqinë e pathyeshme të potencialit bërthamor.

Cilat metoda të kërkimit të grimcave ekzistojnë?

Le të kalojmë drejtpërdrejt në metodat eksperimentale për studimin e grimcave (Tabela 1).

Emri i metodës

Parimi i funksionimit

Shkëlqim (lumineshencë)

Ilaçi radioaktiv lëshon valë, për shkak të të cilave grimcat përplasen dhe mund të vërehen shkëlqime individuale.

Jonizimi i molekulave të gazit nga grimcat e ngarkuara shpejt

Ul me shpejtësi e lartë pistoni, i cili çon në ftohje të fortë të avullit, i cili bëhet i mbingopur. Pikat e kondensatës tregojnë trajektoret e një zinxhiri jonesh.

Dhoma e flluskës

Jonizimi i lëngshëm

Vëllimi i hapësirës së punës mbushet me hidrogjen të lëngët të nxehtë ose propan, mbi të cilin veprohet nën presion. Gjendja është sjellë në mbinxehje dhe presioni ulet ndjeshëm. Grimcat e ngarkuara, duke ushtruar edhe më shumë energji, bëjnë që hidrogjeni ose propani të vlojnë. Në trajektoren përgjatë së cilës grimca lëvizi, formohen pika avulli.

Metoda e scintilimit (Spinthariskop)

Shkëlqim (lumineshencë)

Kur molekulat e gazit jonizohen, a nje numer i madh içifte elektron-jonesh. Sa më i lartë tensioni, aq më shumë çifte të lira krijohen derisa të arrijë një kulm dhe të mos ketë mbetur jone të lirë. Në këtë moment numëruesi regjistron grimcën.

Kjo është një nga metodat e para eksperimentale për studimin e grimcave të ngarkuara dhe u shpik pesë vjet më vonë se numëruesi Geiger - në 1912.

Struktura është e thjeshtë: një cilindër xhami me një piston brenda. Në pjesën e poshtme ka një leckë të zezë të njomur me ujë dhe alkool, në mënyrë që ajri në dhomë të jetë i ngopur me avujt e tyre.

Pistoni fillon të ulet dhe të ngrihet, duke krijuar presion, si rezultat i të cilit gazi ftohet. Kondensimi duhet të formohet, por jo, sepse nuk ka qendër kondensimi (jon ose pikë pluhuri) në dhomë. Pas kësaj, baloni ngrihet për të lejuar që grimcat - jonet ose pluhuri - të hyjnë. Grimca fillon të lëvizë dhe formohet kondensimi përgjatë trajektores së saj, e cila mund të shihet. Rruga që përshkon një grimcë quhet gjurmë.

Disavantazhi i kësaj metode është se diapazoni i grimcave është shumë i vogël. Kjo çoi në shfaqjen e një teorie më të avancuar të bazuar në një pajisje me një medium më të dendur.

Dhoma e flluskës

Metoda e mëposhtme eksperimentale për studimin e grimcave ka një parim të ngjashëm të funksionimit të një dhome reje - vetëm në vend të një gazi të ngopur, ka një lëng në një balonë qelqi.

Baza e teorisë është se nën shtypje e lartë lëngu nuk mund të fillojë të vlojë mbi pikën e tij të vlimit. Por sapo shfaqet një grimcë e ngarkuar, lëngu fillon të ziejë përgjatë gjurmës së lëvizjes së tij, duke u kthyer në një gjendje avulli. Pikat e këtij procesi regjistrohen nga një kamerë.

Metoda e emulsionit të filmit të trashë

Le të kthehemi në tabelën e fizikës "Metodat eksperimentale për studimin e grimcave". Në të, së bashku me dhomën Wilson dhe metodën e flluskave, u konsiderua një metodë e zbulimit të grimcave duke përdorur një emulsion fotografik me shtresë të trashë. Eksperimenti u krye fillimisht fizikantët sovjetikë L.V. Mysovsky dhe A.P. Zhdanov në 1928.

Ideja është shumë e thjeshtë. Për eksperimente, përdoret një pllakë e veshur me një shtresë të trashë emulsionesh fotografike. Ky emulsion fotografik përbëhet nga kristale bromide argjendi. Kur një grimcë e ngarkuar depërton në një kristal, ajo ndan elektronet nga atomi, të cilat formojnë një zinxhir të fshehur. Mund të shihet duke zhvilluar filmin. Imazhi që rezulton ju lejon të llogarisni energjinë dhe masën e grimcave.

Në fakt, pista rezulton të jetë shumë e shkurtër dhe mikroskopike e vogël. Por e mira e kësaj metode është se imazhi i zhvilluar mund të zmadhohet numër i pafund herë, duke e studiuar më mirë atë.

Metoda e scintilimit

Ajo u krye për herë të parë nga Rutherford në 1911, megjithëse ideja lindi pak më herët nga një shkencëtar tjetër, W. Krupe. Përkundër faktit se diferenca ishte 8 vjet, gjatë kësaj kohe pajisja duhej të përmirësohej.

Parimi bazë është se një ekran i veshur me një substancë lumineshente do të shfaqë ndezje drite ndërsa një grimcë e ngarkuar kalon nëpër të. Atomet e një lënde ngacmohen kur ekspozohen ndaj grimcave me energji të fuqishme. Në momentin e përplasjes ndodh një blic, i cili vërehet përmes mikroskopit.

Kjo metodë është shumë e papëlqyeshme në mesin e fizikantëve. Ka disa disavantazhe. Së pari, saktësia e rezultateve të marra varet shumë nga mprehtësia vizuale e personit. Nëse mbyllni sytë, mund të humbisni një pikë shumë të rëndësishme.

Së dyti, me vëzhgim të zgjatur, sytë lodhen shumë shpejt, dhe për këtë arsye, studimi i atomeve bëhet i pamundur.

konkluzionet

Ekzistojnë disa metoda eksperimentale për studimin e grimcave të ngarkuara. Për shkak se atomet e substancave janë aq të vogla saqë janë të vështira për t'u parë edhe me mikroskopin më të fuqishëm, shkencëtarët duhet të thonë përvoja të ndryshme për të kuptuar se çfarë është në mes të qendrës. Në këtë fazë të zhvillimit të qytetërimit është bërë një rrugë e gjatë dhe janë studiuar elementët më të paarritshëm. Ndoshta pikërisht në to qëndrojnë sekretet e Universit.



Ju pëlqeu artikulli? Ndani me miqtë tuaj!