Pada tahun 1912, seorang saintis dari Scotland bernama Charles Wilson mencipta peranti yang diperlukan untuk merekodkan jejak zarah bercas secara bebas. Penciptaan kamera memberi peluang kepada Wilson pada tahun 1927 untuk dianugerahkan penghormatan tertinggi dalam bidang fizik, Hadiah Nobel.

Struktur peranti

Kamera kabus, atau sebaliknya dipanggil ruang awan, dianggap sebagai bekas kecil dengan penutup diperbuat daripada bahan seperti kaca di bahagian paling bawah ruang terdapat omboh.

Peranti diisi kerana pengambilan wap tepu eter, alkohol, atau air biasa, mereka mula-mula dibersihkan daripada habuk dan dimasukkan ke dalamnya: ini adalah perlu supaya zarah, semasa terbang, tidak dikekalkan oleh pusat pemeluwapan yang terletak di dalam molekul air.

Selepas mengisi ruang dengan wap, omboh diturunkan, kemudian, disebabkan oleh terjadinya pengembangan adiabatik, penyejukan cepat wap berlaku, yang menjadi supersaturated. Zarah bercas, melalui seluruh kapasiti ruang, meninggalkan jejak rantai ion. Wap, seterusnya, terpeluwap pada ion, meninggalkan jejak - kesan zarah.

Prinsip operasi peranti

Kerana fakta bahawa dalam ruang yang dikaji secara berkala berlaku supersaturasi dengan wap pelbagai pusat pemeluwapan(ion yang mengiringi jejak zarah yang bergerak pantas), titisan cecair kecil muncul padanya. Jumlah titisan ini meningkat dari semasa ke semasa, dan pada masa yang sama ia menjadi mungkin untuk merakamnya; ini dilakukan dengan memotretnya.

Sumber bahan yang dikaji adalah sama ada di dalam bilik atau secara langsung di luarnya. Dalam kes apabila ia terletak di luar ruang, zarah boleh terbang ke tingkap telus kecil yang terletak di atasnya. Kepekaan peranti berhubung dengan selang masa boleh berbeza-beza dari 0.01 pecahan saat hingga 2 - 3 saat, kali ini diperlukan untuk supersaturasi pemeluwapan ion yang dikehendaki.

Diikuti serta merta bersihkan isipadu kerja ruang, ini dilakukan untuk memulihkan sensitivitinya. Ruang Wilson beroperasi hanya dalam mod kitaran. Satu kitaran lengkap adalah lebih kurang sama dengan satu minit.

Mengalihkan ruang kabus ke dalam medan magnet boleh menyebabkan keupayaan peribadinya meningkat beberapa kali. Ini disebabkan oleh fakta bahawa medium sedemikian mampu membengkokkan laluan penerbangan zarah bercas, yang seterusnya menentukan momentumnya bersama-sama dengan tanda caj.

Aplikasi peranti yang paling terkenal

Menggunakan ruang awan pada tahun 1932, seorang ahli fizik eksperimen dari Amerika Syarikat bernama Carl David Anderson dapat menentukan kandungan positron sinar kosmik.

Yang pertama mengemukakan idea untuk meletakkan ruang kabus di kawasan medan magnet terkuat adalah ahli fizik Soviet D.V Skobeltsin dan P.L. Kapitsa, yang mereka lakukan dengan kejayaan besar pada tahun 1927, 15 tahun selepas penciptaannya. Penyelidik Soviet menentukan, bersama-sama dengan impuls, tanda-tanda caj dan ciri-ciri kuantitatif zarah seperti jisim dan kelajuan, yang menjadi penemuan sensasi dalam fizik Soviet pada skala global.

Penukaran Peranti

Pada tahun 1948, satu kejayaan berlaku dalam bidang fizik peningkatan kamera Wilson, pengarang perkembangan yang sama ialah ahli fizik Inggeris Patrick Blackett, yang menerima Hadiah Nobel untuk ciptaannya. Seorang saintis telah mencipta versi terkawal bagi ruang kabus. Dia memasang kaunter khas dalam peranti yang dirakam oleh kamera itu sendiri "melancarkan" kamera untuk memerhatikan tindakan seperti ini.

Ruang Wilson baharu yang dipertingkatkan, beroperasi dalam mod yang sama, menjadi lebih aktif, dan terdapat peningkatan ketara dalam kecekapannya.

Kebolehkawalan ruang kabus, yang dicipta oleh Blackett, membantu memastikan kelajuan tinggi di kawasan pengembangan medium gas, akibatnya kamera dapat memantau isyarat dari kaunter luaran dan bertindak balas selanjutnya kepadanya .

Wilson hidup untuk melihat transformasi ideanya, dia memanggil percubaan itu berjaya dan mengiktiraf kepentingan menggunakan versi peranti yang dibentangkan oleh Patrick Blackett.

Nilai peranti

Ruang Wilson menjadi peranti unik untuk separuh pertama abad ke-20, menaikkan prestij fizik di seluruh dunia saintifik. Ia membolehkan ahli fizik menjejaki kesan zarah bercas dan membentangkan penemuan ini kepada orang ramai.

Kebaikan

• Ruang awan adalah instrumen pertama di dunia yang dapat mengesan jejak zarah bercas.
• Peranti ini berjaya digunakan dalam medan magnet.
• Ruang awan memainkan peranan penting dalam mengkaji struktur sejumlah besar bahan (rubidium dan sebagainya).
• Menggunakan ruang kabus, ahli fizik dapat mengkaji sinaran nuklear dan sinar kosmik.

Kontra

• Dengan mengambil kira peningkatan tekanan dalam ruang, pada masa yang sama tempoh masa yang diperlukan untuk mengukur ketidakpekaan peranti juga meningkat;
• Operasi ruang awan memerlukan tekanan 0.1 hingga 2 atmosfera jika tekanan yang lebih tinggi muncul, maka operasi peranti menjadi sukar, yang secara langsung berkaitan dengan pengasapan kaca ruang;
• Kamera tidak membenarkan automasi penuh data.

ruang Wilson.

Ruang Wilson (Rajah 38.1) telah dicipta oleh ahli fizik Scotland Charles Wilson pada tahun 1910–1912. dan merupakan salah satu instrumen pertama untuk merekodkan zarah bercas. Operasi kamera adalah berdasarkan sifat pemeluwapan titisan air pada ion yang terbentuk di sepanjang trek (jejak) zarah. Kemunculan ruang awan bukan sahaja memungkinkan untuk melihat jejak zarah, tetapi juga memungkinkan untuk "mengenali" zarah ini (cas, tenaga), dan juga menyediakan banyak bahan baru, yang berfungsi sebagai asas untuk beberapa penemuan penting.

Rajah 38.1.

Prinsip operasi ruang awan agak mudah. Adalah diketahui bahawa jika tekanan separa wap air melebihi tekanan tepunya pada suhu tertentu, kabus dan embun mungkin terbentuk. Penunjuk lebih tepu S ialah nisbah tekanan separa kepada tekanan tepu pada suhu tertentu. Untuk pemeluwapan spontan wap dalam udara bersih, kadar supersaturasi yang tinggi diperlukan ( S~ 10), tetapi jika terdapat zarah asing di udara yang boleh berfungsi sebagai pusat pemeluwapan, maka pembentukan mikrodroplet boleh bermula pada nilai yang lebih rendah S.

Zarah yang dihasilkan semasa pereputan radioaktif mempunyai tenaga yang mencukupi untuk mengionkan sejumlah besar molekul gas yang membentuk medium. Ion yang terbentuk semasa laluan zarah menarik molekul air dengan berkesan disebabkan oleh asimetri taburan cas dalam molekul ini. Oleh itu, zarah yang dibebaskan semasa pereputan radioaktif, terbang melalui medium supertepu, harus meninggalkan jejak titisan air. Ia boleh dilihat dan diambil gambar pada plat fotografi di ruang awan.

Ruang awan ialah silinder yang diisi dengan alkohol dan wap air. Ruang ini mempunyai omboh, apabila diturunkan dengan cepat akibat pengembangan adiabatik, suhu menurun dan wap memperoleh keupayaan untuk mudah terpeluwap (indeks supersaturation 1< S< 10). Влетающие через отверстие в камере частицы вызывают ионизацию молекул среды, то есть появление туманного следа – трека частицы. Вследствие того, что частицы обладают разными энергиями, размерами и зарядами, треки от различных частиц выглядят по-разному. Например, трек электрона выглядит тоньше и прерывистей, чем трек, полученный при пролете значительно более массивной альфа-частицы.

Sinaran latar belakang yang sentiasa ada di atmosfera kekal tidak kelihatan. Sumber sinaran semula jadi termasuk sinar kosmik, pereputan radioaktif unsur batuan, atau bahkan pereputan radioaktif unsur dalam organisma hidup. Instrumen, ruang awan awan, adalah peranti yang agak mudah yang memungkinkan untuk memerhati dan merekodkan laluan sinaran mengion. Pada asasnya, peranti membenarkan pemerhatian tidak langsung terhadap pelepasan sinaran dalam sempadan persekitaran. Reka bentuk itu menerima namanya kebuk awan awan sebagai penghormatan kepada penciptanya, ahli fizik Scotland Charles Thomson Rhys Wilson.

Penyelidikan pada awal abad ke-20, yang dijalankan dengan penyertaan Dewan Awan, memuncak dengan penemuan zarah asas:

• Positron
• Neutron
• Muon
• Kaon (K-meson)

Terdapat pelbagai jenis kamera awan. Peranti jenis resapan lebih mudah dibuat di rumah berbanding jenis lain. Reka bentuk jenis resapan mengandungi bekas tertutup, bahagian atasnya dipanaskan dan bahagian bawahnya disejukkan.

Peranti Wilson dalam reka bentuk asalnya. Reka bentuk yang sangat mudah, tetapi berapa banyak penemuan hebat yang telah dibuat berkat peranti ini

Awan di dalam bekas terbentuk daripada wap alkohol (metanol, dll.). Kawasan atas ruang yang dipanaskan mewujudkan keadaan untuk penyejatan alkohol.

Stim yang terhasil menyejuk, jatuh dan terpeluwap, berakhir di kawasan bawah bekas yang sejuk.

Isipadu ruang antara bahagian atas dan bawah bekas dipenuhi dengan awan wap supertepu. Apabila zarah bercas bertenaga (radiasi) melalui stim, zarah itu pasti meninggalkan jejak pengionan.

Molekul alkohol dan air mempunyai sifat unsur polar, jadi ia tertarik kepada zarah terion.

Apabila molekul alkohol dan air mendekati ion di kawasan wap supertepu, kondensat titisan terbentuk. Laluan kondensat kekal kelihatan kepada sumber sinaran.

Bagaimana untuk membuat ruang awan dengan tangan anda sendiri

Membuat kamera buatan sendiri awan memerlukan bahan dan aksesori berikut:

1. Bekas kaca (plastik) lutsinar dengan penutup.
2. Isopropil alkohol (alkohol gred perubatan 99%).
3. Ais kering dan dulang ais.
4. Bahan penyerap.
5. Kertas hitam tebal.
6. Lampu suluh dengan kecerahan tinggi.
7. Pad pemanas perubatan kecil.

Balang kaca kosong biasa mungkin merupakan bekas yang baik. Isopropil alkohol boleh didapati dari kebanyakan farmasi dalam bentuk analog - alkohol perubatan.

Gambar rajah peranti Wilson: 1 - bekas silinder; 2 - dulang air; 3 - pelocok tembaga; 4 - pengapit makmal; 5 - dari penentukuran; 6 - dari pam; 7 - blok kayu; 8 — pangkalan mudah alih; 9 - bekalan kuasa; 10 - bekas vakum sfera

Perkara utama ialah alkohol perubatan sekurang-kurangnya 99% ketumpatan. Metanol juga boleh digunakan untuk projek rumah, tetapi ketahui bahawa bahan ini mempunyai tahap ketoksikan yang tinggi.

Bahan penyerap boleh digantikan dengan jayanya dengan span atau sekeping kain felt. Lampu suluh LED sesuai untuk pencahayaan.

Malah penggunaan fungsi lampu suluh tidak dikecualikan. Ngomong-ngomong, kamera telefon berguna untuk mengambil gambar kesan sinaran.

Menyediakan instrumen kajian di rumah

Proses memasang peralatan bermula dengan sekeping span, yang diletakkan di bahagian bawah balang. Adalah disyorkan untuk melaraskan bahan dengan teliti kepada diameter balang supaya span terletak pada dinding dan tidak jatuh jika balang dibalikkan.

Menambahkan sedikit plastisin atau resin ke bahagian bawah balang akan memastikan span atau kain terasa dilekatkan. Jangan gunakan pita pelekat atau gam, kerana asap alkohol akan mudah melarutkan bahan tersebut.

Peranti buatan sendiri: 1 - bilik gelap; 2 - bekas kaca; 3 - pad pemanasan perubatan; 4 - ais kering; 5 - pancaran lampu suluh; 6 - dulang untuk ais kering; 7 - bahan span; 8 - wap alkohol

Langkah seterusnya ialah memotong bulatan daripada kertas hitam tebal, serupa dengan bentuk bulatan di bahagian dalam penutup yang menutup balang. Gunakan bulatan kertas yang dipotong untuk menutup bahagian dalam tudung.

Sisipan kertas diperlukan untuk menghapuskan kesan pantulan. Selain itu, kertas juga sedikit sebanyak berfungsi sebagai penyerap.

Untuk memastikan pengancing yang terjamin, ia juga bijak untuk memasang sisipan kertas menggunakan plastisin atau resin. Tudung yang diubah suai dengan cara ini boleh diletakkan pada leher balang.

Walau bagaimanapun, pertama sekali terdapat (setin) isopropil alkohol. Pengisian dilakukan dengan mengambil kira ketepuan lengkap span (atau dirasakan), tetapi tanpa cecair berlebihan yang jelas.

Cara paling mudah untuk mencapai tahap yang tepat adalah dengan menuang alkohol sehingga cecair menutup sepenuhnya bahan span. Kemudian toskan lebihan.

Proses teknologi dengan kamera

Anda memerlukan tempat di mana terdapat syarat untuk mewujudkan kegelapan yang lengkap (contohnya, almari yang luas atau bilik mandi tanpa tingkap). Anda perlu meletakkan ais kering dalam dulang yang telah disediakan.

Terbalikkan balang kaca (ruang awan buatan sendiri awan) dan letakkan di atas ais. Kekalkan dalam kedudukan ini selama kira-kira 10 minit.

Ini adalah gambar-gambar menarik yang muncul di dalam ruang awan. Sinaran bukan sahaja mampu membunuh semua hidupan. Dia juga boleh melukis dengan sangat baik

Selepas menyejukkan selama sepuluh minit, ambil pad pemanas perubatan, isi dengan air panas dan letakkan di bahagian atas ruang awan Wilson buatan sendiri (iaitu letakkan di bahagian bawah balang).

Pad pemanas mengaktifkan proses penyejatan alkohol. Akibatnya, awan wap tepu alkohol terbentuk. Sudah tiba masanya untuk menggelapkan sepenuhnya bilik (atau almari) di mana penyelidikan sedang dilakukan.

Apa yang anda perlu lakukan ialah menghidupkan lampu suluh dan mengarahkan pancaran cahaya melalui dinding ruang awan yang dicipta. Dengan latar belakang awan alkohol, kesan sinaran mengion akan kelihatan jelas di dalam tin.

Mereka boleh difoto dengan mudah. Dan jika anda mengambil satu siri imej, anda kemudiannya boleh melakukan analisis yang sesuai bagi tahap sinaran berdasarkannya.

Mengenai keselamatan proses

Walaupun fakta bahawa isopropil alkohol dianggap selamat berbanding metanol, bahan ini menyebabkan ketoksikan apabila dimakan secara dalaman. Alkohol juga merupakan bahan yang sangat mudah terbakar.

Sifat isopropil alkohol ini harus diingat. Semasa menjalankan penyelidikan, adalah disyorkan untuk menjauhkan bahan daripada sumber haba atau nyalaan terbuka.

Ais kering dalam proses pemejalwapan adalah fenomena yang berwarna-warni. Walau bagaimanapun, jika proses sedemikian berlaku dalam bekas tertutup, bekas itu mungkin meletup kerana pembentukan tekanan tinggi

Ais kering juga mempunyai sifat berbahaya. Ini, dalam beberapa cara, mampu menyebabkan radang dingin dengan sentuhan berpanjangan secara langsung. Adalah disyorkan untuk menggunakan sarung tangan semasa mengendalikan ais kering.

Juga, jangan simpan ais kering dalam bekas kedap udara. Proses pemejalwapan ais kering pepejal menjadi gas disertai dengan peningkatan tekanan. Jika ini berlaku dalam bekas yang tertutup dan bertutup, bekas itu mungkin pecah.

Latihan praktikal dengan ruang awan

Jika terdapat sumber radioaktif, anda boleh meletakkannya di sebelah kamera awan untuk melihat kesan sinaran yang jelas.

Menyelidik tahap sinaran di rumah adalah satu proses yang menarik dan mendidik. Anda boleh melihat banyak fenomena menarik yang tidak dapat dilihat dengan cara biasa

Sesetengah produk dan bahan harian adalah radioaktif. Contohnya:

• kacang Brazil,
• pisang,
• sampah kucing,
• kaca uranium.

Ruang awan DIY membolehkan anda meneroka teknik perlindungan sinaran. Anda boleh meletakkan semua jenis bahan di antara sumber radioaktif dan ruang awan buatan sendiri, dengan itu menentukan ketahanannya terhadap sinaran.

Anda boleh, sebagai contoh, mengkaji kesan medan magnet dengan mencipta satu dalam sempadan kamera awan.

Zarah bercas positif dan bercas negatif membentuk landasan melengkung ke arah yang bertentangan apabila terdedah kepada medan.

Bilik awan dan gelembung

Ruang gelembung sebenarnya adalah reka bentuk yang berkaitan dari kumpulan pengesan sinaran. Pengendalian peranti adalah berdasarkan prinsip yang sama yang digunakan oleh Cloud Cloud Chamber.

Reka bentuk ruang gelembung: 1 - penampan air; 2—fluorokarbon C3F8; 3 - cecair hidraulik (propilena glikol); 4 — sensor akustik; 5 - belos; 6 - kamera video; 7 - bekas tekanan

Satu-satunya perbezaan ialah cecair panas lampau digunakan untuk mengendalikan ruang gelembung, bukannya wap supertepu. Peranti ini mempunyai silinder yang diisi dengan cecair yang dipanaskan pada suhu tepat di atas takat didihnya.

Bahan yang paling biasa ialah hidrogen cecair. Biasanya medan magnet digunakan pada ruang gelembung.

Disebabkan penambahan ini, sinaran mengion bergerak di sepanjang laluan lingkaran, mengikut nisbah kelajuan, caj dan jisimnya.

Bilik gelembung biasanya lebih besar daripada ruang awan. Peranti jenis ini lebih kompleks untuk dihasilkan, tetapi membuka kemungkinan luas untuk menjejak zarah asas yang lebih bertenaga.

Tambahan video kepada topik penyelidikan zarah asas

WILSON CAMERA, pengesan zarah trek. Dicipta oleh C. T. R. Wilson pada tahun 1912. Dalam ruang awan, kesan zarah bercas menjadi kelihatan disebabkan oleh pemeluwapan wap supertepu pada ion yang terbentuk oleh zarah bercas yang bergerak dalam gas. Titisan cecair yang terbentuk pada ion berkembang menjadi saiz yang besar, dan dengan pencahayaan yang cukup kuat mereka boleh difoto. Supersaturasi dicapai dengan pengembangan pesat (hampir adiabatik) campuran gas dan wap dan ditentukan oleh nisbah tekanan p 1 stim kepada tekanan p 2 wap tepu pada suhu yang ditetapkan selepas pengembangan. Jumlah supersaturasi yang diperlukan untuk pembentukan titisan pada ion bergantung pada sifat wap dan tanda cas ion. Oleh itu, wap air terpeluwap terutamanya pada ion negatif, wap etil alkohol - pada yang positif. Dalam ruang Wilson, campuran air dan alkohol lebih kerap digunakan, dalam kes ini supersaturasi yang diperlukan p 1 / p 2 ≈1.62, iaitu minimum semua nilai yang mungkin.

Zarah-zarah yang dikaji sama ada boleh dipancarkan oleh sumber yang diletakkan di dalam ruang, atau memasuki ruang melalui tingkap yang telus kepada mereka. Sifat dan sifat zarah yang dikaji boleh ditentukan daripada panjang laluan dan momentum zarah. Untuk mengukur momenta zarah Wilson, kamera diletakkan dalam medan magnet; Untuk membentuk zarah sekunder, plat bahan tumpat diletakkan di dalam ruang Wilson, meninggalkan jurang di antara mereka untuk memerhatikan kesan zarah.

Ruang awan boleh digunakan dalam apa yang dipanggil mod terkawal, apabila ia diaktifkan oleh peranti pencetus yang dicetuskan apabila zarah yang dikaji mengenainya. Jumlah masa kitaran ruang Wilson konvensional ialah ≥ 1 min. Ia terdiri daripada masa yang diperlukan untuk pengembangan perlahan (memurnikan), masa yang diperlukan untuk menghentikan pergerakan gas, dan masa untuk resapan wap dalam gas. Lampu kilat berkuasa tinggi digunakan sebagai sumber cahaya semasa merakam jejak zarah.

Dengan bantuan kamera Wilson, beberapa penemuan telah dibuat dalam fizik nuklear dan fizik zarah asas. Yang paling menarik daripada mereka dikaitkan dengan kajian sinar kosmik: penemuan pancuran air yang luas (1929), positron (1932), penemuan jejak muon, penemuan zarah aneh. Pada tahun 1950-an dan 60-an, ruang Wilson hampir sepenuhnya digantikan oleh ruang gelembung, yang lebih pantas dan oleh itu lebih sesuai untuk digunakan dalam pemecut zarah bercas moden.

Lit.: Das Gupta N., Ghosh S. Ruang awan dan aplikasinya dalam fizik. M., 1947; Dewan Wilson J. Wilson. M., 1954; Prinsip dan kaedah pendaftaran zarah asas. M., 1963.

Seperti yang telah kita lihat, sinaran radioaktif mempunyai kesan pengionan dan fotografi. Kedua-dua tindakan ini adalah ciri kedua-dua zarah bercas pantas dan sinar-X, yang merupakan gelombang elektromagnet. Untuk mengetahui sama ada sinaran radioaktif mempunyai cas, cukup untuk mendedahkannya kepada medan elektrik atau magnet.

Pertimbangkan eksperimen berikut. Ubat radioaktif 1 (sebagai contoh, sebutir radium) diletakkan di dalam kotak yang dikosongkan (Rajah 377, a) di hadapan celah sempit dalam partition plumbum 2. Mari pasang plat fotografi 3 di bahagian lain celah Selepas pembangunan, kita akan melihat jalur hitam di atasnya - imej bayangan celah. Oleh itu, partition plumbum menghalang sinar radioaktif; dan mereka melalui dalam bentuk rasuk sempit melalui celah. Sekarang mari kita letakkan kotak di antara kutub magnet yang kuat (Gamb. 377, b) dan pasang sekali lagi plat fotografi pada kedudukan 3. Setelah membangunkan plat, kita akan dapati di atasnya bukan satu, tetapi tiga jalur, yang mana tengahnya sepadan dengan penyebaran rectilinear rasuk dari penyediaan melalui celah.

nasi. 377. Pesongan sinaran radioaktif oleh medan magnet: a) trajektori sinar dalam medan magnet (bulatan putus-putus ialah unjuran kutub magnet; garisan medan dihalakan ke arah kita dari luar satah lukisan); c) sehelai kertas dengan ketebalan sepenuhnya menyerap sinaran, 1 - ubat radioaktif, 2 - skrin plumbum, 3 - plat fotografi, 4 - sehelai kertas dengan ketebalan

Oleh itu, dalam medan magnet, pancaran sinaran radioaktif dibahagikan kepada tiga komponen, dua daripadanya dipesongkan oleh medan dalam arah yang bertentangan, dan yang ketiga tidak mengalami pesongan. Dua komponen pertama ialah aliran zarah bercas bertentangan. Zarah bercas positif dipanggil zarah atau sinaran. Zarah bercas negatif dipanggil zarah atau sinaran. Medan magnet memesongkan zarah yang jauh lebih lemah daripada zarah. Komponen neutral, yang tidak mengalami sisihan dalam medan magnet, dipanggil sinaran.

sinaran sangat berbeza antara satu sama lain dalam sifat, khususnya dalam keupayaan mereka untuk menembusi jirim. Untuk mengkaji keupayaan penembusan sinaran radioaktif, anda boleh menggunakan peranti yang sama (Rajah 377, c). Kami akan meletakkan skrin dengan ketebalan yang semakin meningkat antara sampel 1 dan celah, mengambil gambar dengan kehadiran medan magnet, dan perhatikan pada ketebalan skrin yang mana kesan setiap jenis sinar akan hilang.

Ternyata jejak zarah hilang dahulu. zarah-zarah diserap sepenuhnya oleh sehelai kertas dengan ketebalan kira-kira (Rajah 377, c; 378, a). Aliran zarah beransur lemah dengan peningkatan ketebalan skrin dan diserap sepenuhnya apabila skrin aluminium tebal beberapa milimeter (Rajah 378, 6). Yang paling menembusi ialah radiasi. Ketebalan lapisan aluminium hampir tidak melemahkan keamatan sinaran.

nasi. 378. Penyerapan sinaran radioaktif oleh jirim

Bahan dengan nombor atom yang tinggi mempunyai kesan penyerapan yang jauh lebih besar untuk sinaran; dalam hal ini, sinaran adalah serupa dengan sinar-x. Oleh itu, plumbum melemahkan pancaran sinaran kira-kira dua kali ganda (Rajah 378, c).

Perbezaan dalam sifat sinaran jelas ditunjukkan dalam ruang Wilson yang dipanggil - alat untuk memerhatikan laluan zarah bercas pantas. Ruang awan (Rajah 379) ialah silinder kaca 1 dengan penutup kaca di mana omboh 2 boleh bergerak Isipadu silinder di atas omboh diisi dengan udara tepu dengan wap air (atau alkohol). Apabila omboh diturunkan secara mendadak, udara di dalam ruang menjadi sejuk kerana pengembangan pesat. Wap air menjadi supertepu, iaitu, keadaan dicipta untuk pemeluwapan wap pada nukleus pemeluwapan (lihat Jilid I, § 300). Produk pengionan udara boleh berfungsi sebagai nukleus pemeluwapan. Ion mempolarisasi molekul air dan menariknya ke arah diri mereka sendiri, dengan itu memudahkan pemeluwapan. Zarah habuk juga boleh berfungsi sebagai nukleus pemeluwapan, tetapi apabila bekerja dengan ruang awan, udara di dalamnya dibersihkan dengan teliti.

nasi. 379. Ruang Wilson (rajah ringkas): 1 – silinder kaca, 2 – omboh, 3 – penerang, 4 – kamera. Udara di atas omboh tepu dengan wap air

Biarkan wap dalam ruang berada dalam keadaan supersaturasi. Zarah bercas pantas yang terbang melalui ruang meninggalkan rantaian ion di laluannya. Titisan mendap pada setiap ion, dan trajektori zarah menjadi kelihatan sebagai jejak berkabus. Dengan menerangi kesan berkabus dari sisi dengan lampu kuat 3 (Gamb. 379), anda boleh memotretnya melalui penutup kamera lutsinar. Gambar-gambar sedemikian ditunjukkan dalam Rajah. 380 dan 381. Menggunakan kaedah yang luar biasa ini, kita berpeluang memerhati laluan penerbangan (jejak) zarah tunggal. Laluan kabus tidak wujud lama di dalam ruang, kerana udara menjadi panas, menerima haba dari dinding ruang, dan titisan menyejat. Untuk mendapatkan kesan baru, adalah perlu untuk mengeluarkan ion sedia ada menggunakan medan elektrik, memampatkan udara dengan omboh, tunggu sehingga udara di dalam ruang, dipanaskan semasa pemampatan, menyejukkan, dan melakukan pengembangan baru.

nasi. 380. Jejak dan zarah dalam ruang awan. Zarah dipancarkan oleh ubat radioaktif yang diletakkan di bahagian bawah ruang: a) zarah: ruang dalam medan magnet diarahkan berserenjang dengan satah corak dari pas; b) zarah: medan magnet diarahkan ke arah kita

nasi. 381. Gambar jejak dalam ruang awan yang diletakkan dalam medan magnet dan disinari dengan sinaran. Di bahagian atas - lokasi sumber: 1 - ubat radioaktif, 2 - skrin plumbum dengan celah, - pancaran sinaran

Nilai ruang awan sebagai instrumen fizikal meningkat dengan ketara jika ia diletakkan dalam medan magnet, seperti yang dilakukan oleh ahli fizik Soviet Pyotr Leonidovich Kapitsa (1894-1984) dan Dmitry Vladimirovich Skobeltsyn (b. 1892). Medan magnet membengkokkan trajektori zarah (Rajah 380). Arah selekoh jejak membolehkan seseorang menilai tanda cas zarah; Dengan mengukur jejari trajektori, anda boleh menentukan kelajuan zarah jika jisim dan casnya diketahui (lihat § 198).

Panjang kesan zarah dalam udara pada tekanan atmosfera adalah lebih kurang dan lebih kurang daripada panjang jejak kebanyakan zarah. Jejak zarah jauh lebih gemuk daripada jejak zarah, yang menunjukkan keupayaan mengion yang lebih rendah.

Dalam Rajah. 381 menunjukkan ruang awan diletakkan dalam medan magnet dan disinari oleh sumber sinaran. Rasuk sinaran tidak dipesongkan oleh medan magnet, dan trajektorinya di dalam ruang mestilah garis lurus yang terpancar dari sumber. Tiada tanda linear sedemikian dalam gambar. Akibatnya, sinaran tidak meninggalkan rantaian berterusan atom terion di laluannya. Kesan sinaran pada jirim berpunca daripada tersingkirnya elektron daripada atom yang jarang berlaku, di mana kelajuan tinggi diberikan disebabkan tenaga kuanta; elektron ini kemudiannya menghasilkan pengionan atom-atom medium. Trajektori elektron tersebut, dibengkokkan oleh medan magnet, boleh dilihat dalam Rajah. 381. Kebanyakan elektron datang dari dinding ruang.

Mari kita ambil perhatian sebagai kesimpulan bahawa kebanyakan bahan radioaktif hanya mengeluarkan satu jenis zarah - sama ada zarah atau zarah. Pelepasan zarah selalunya (tetapi tidak selalu) disertai dengan pancaran sinaran.