Параграф 59 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Экспериментальные методы исследования частиц

Метод сцинтилляции
Сцинтилляционный метод регистрации частиц был одним из первых способов наблюдения элементарных частиц. Однако он не всегда давал точные результаты, так как учитывал лишь появление вспышек на экране. Это делало результаты наблюдений зависимыми от субъективных факторов. Метод был недостаточно эффективным для длительного изучения частиц и процессов, связанных с атомными ядрами.

Счётчик Гейгера
Счётчик Гейгера, изобретённый немецким физиком Хансом Гейгером, стал более точным методом регистрации частиц. Он состоит из металлического цилиндра, заполненного разреженным газом. При попадании заряженной частицы в цилиндр происходит ионизация газа и образование электронно-ионных пар. Это приводит к кратковременному импульсу тока, который регистрируется счётчиком. Благодаря такой конструкции прибор эффективно регистрирует не только электроны, но и другие заряженные частицы.

Камера Вильсона
Камера Вильсона была разработана Чарльзом Вильсоном в 1912 году и стала важным методом наблюдения траекторий частиц. Камера представляет собой стеклянный цилиндр, заполненный смесью воды и спирта. При быстром расширении газа в камере происходит конденсация пара, что создаёт условия для образования тумана. Если через камеру пролетает заряженная частица, она ионизирует газ, и вдоль её траектории образуются капли тумана, что позволяет наблюдать её след. Этот метод оказался крайне полезным для изучения поведения элементарных частиц.

Магнитное поле в камере Вильсона
Если поместить камеру Вильсона в магнитное поле, то траектории заряженных частиц искривляются. Это позволяет определять массу, заряд и энергию частиц по кривизне их движения. Камера Вильсона стала основой для открытия многих элементарных частиц и явлений, таких как альфа-распад и бета-распад.

Пузырьковая камера
Пузырьковая камера была изобретена в 1952 году и стала более совершенной версией камеры Вильсона. Вместо водяного пара в ней используется перегретая жидкость, такая как жидкий водород. При движении заряженной частицы через перегретую жидкость вдоль её траектории образуются пузырьки газа, которые фиксируются на фотографиях. Пузырьковая камера позволила наблюдать движение частиц в трёхмерном пространстве и дала точные результаты для измерения параметров частиц.

Каждый из этих методов дал важный вклад в развитие ядерной физики и позволил учёным глубже понять процессы, происходящие на уровне атомных ядер.