Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Треки частиц

6.

1. При переходе атома из одного
стационарного состояния с энергией Еm в
другое стационарное состояние с
энергией En испускается фотон с частотой
….. .
• ímn
hνmn = Em – En
Em – En
νmn=_________
h

2. При освещении катода вакуумного фотоэлемента
потоком монохроматического света происходит
выбивание фотоэлектронов. Как изменится максимальная
кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении
частоты падающего на катод света в 2 раза?

8.

3. При освещении поверхности некоторого металла
фиолетовым светом с длиной волны λ1 = 0,40 мкм выбитые
светом электроны задерживаются запирающим
напряжением U1 = 2,0 В. Чему равно запирающее
напряжение U2 при освещении того же металла красным
светом с длиной волны λ2 = 0,77 мкм?
Полученный числовой ответ умножьте на 10-3, и ответ
выразите в мкВ.

9.

4. Наибольшая длина волны света, при которой может
наблюдаться фотоэффект на калии, равна 450 нм. Найдите
максимальную скорость фотоэлектронов, выбитых из калия
светом с длиной волны 300нм.

10.

5. Ядерная модель строения атома
6. Опишите состав атома

11.

12.

Газоразрядный счетчик Гейгера
В газоразрядном счетчике имеются катод в виде
цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси
цилиндра. Пространство между катодом и анодом
заполняется специальной смесью газов. Между катодом и
анодом прикладывается напряжение.
Схема
Ханс Гейгер
U
Фотография

13.

Камера Вильсона
Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества.
Изобрёл в 1912 г прибор для наблюдения и фотографирования следов
заряжённых частиц, впоследствии названную камерой
Вильсона
(Нобелевская премия, 1927).
• Камеру Вильсона можно назвать “окном”
в микромир. Она представляет собой
герметично
закрытый
сосуд,
заполненный парами воды или спирта,
близкими к насыщению.
Советские физики П.Л. Капица и Д.В.
Скобельцин предложили помещать камеру
Вильсона в однородное магнитное поле.
Стеклянная
пластина
поршень
вентиль

14.

Пузырьковая камера
1952. Д.Глейзер. Вскипание перегретой жидкости.
• При понижении давления жидкость в
камере
переходит
в
перегретое
состояние.
поршень
Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно
сфотографировать.
Фотография столкновения элементарных частиц в главной пузырьковой камере
ускорителя Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве,
Швейцария. Траектории движения элементарных частиц расцвечены
для большей ясности картины. Голубыми линиями отмечены следы
пузырьков, образующихся вокруг атомов, возбужденных в результате
пролета быстрых заряженных частиц.

15.

Фотографические эмульсии
Метод толстослойных фотоэмульсий
20-е г.г. Л.В.Мысовский, А.П.Жданов
Наиболее дешевый метод.
Заряженная частица, двигаясь в фотоэмульсии,
разрушает молекулы бромида серебра в зернах,
сквозь которые прошла. После проявления такой
пластинки в ней возникают «дорожки» из
осевшего серебра, хорошо видимые в микроскоп.
Треки элементарных частиц в
толстослойной фотоэмульсии
Заряжённые частицы создают скрытые изображения следа
движения.
По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу
частицы.
Фотоэмульсия имеет большую плотность, поэтому треки
получаются короткими.

16.

На рисунке изображены следы в
фотоэмульсии. Этот метод имеет
такие преимущества:
1.
Им можно регистрировать
траектории всех частиц, пролетевших
сквозь
фотопластинку
за
время
наблюдения.
2.
Фотопластинка всегда готова
для применения (эмульсия не требует
процедур, которые приводили бы ее в
рабочее состояние).
3.
Эмульсия обладает большой
тормозящей
способностью,
обусловленной большой плотностью.
4.
Он дает неисчезающий след
частицы,
который потом можно
тщательно изучать.
Недостатком метода является длительность и сложность химической
обработки фотопластинок и главное — много времени требуется для
рассмотрения каждой пластинки в сильном микроскопе.

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Треки частиц

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.