I. Методы регистрации заряженных частиц:

а) Счетный метод:

1) Сцинтилляционный счетчик

(1903 г. У.Крукс)

У стройство:

1. свинцовый контейнер

с радиоактивным

веществом;

2. экран, покрытый

сернистым цинком;

3. микроскоп.

Принцип действия: испускаемые радиоактивным веществом α⁺-частицы, попадая на экран вызывают его свечение. С помощью микроскопа подсчитывается число вспышек – сцинтилляций.

2) Счетчик Гейгера:

Устройство:

1. стеклянной трубки,

2. покрытой изнутри

металлическим слоем

(катод), заполняется

инертным газом (обычно

аргоном) при низком

давлении;

3. тонкой нити, идущей

вдоль оси трубки (анод).

Принцип действия: основан на ударной ионизации: выбитые α⁺-частицами электроны из атомов аргона ускоряются электрическим полем между катодом (К) и анодом (А) до энергии, при которой начинается ударная ионизация, в результате которой образуется лавина «+» ионов и электронов; возникший импульс тока поступает на регистрирующее устройство; т.к. R_{НАГРУЗКИ} ≈ 10⁹ Ом, то ток, возникающий при самостоятельном разряде, проходя через резистор, вызывает в нем падение напряжения и быстрому уменьшению напряжения между катодом и анодом: лавина гаснет и прибор готов к регистрации следующей α⁺-частице.

б) Трековые методы:

1) Камера Вильсона: (1912 г.)

У стройство:

1. герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к насыщению;

2. поршень.

Принцип действия: основан на конденсации перенасыщенного пара при адиабатном расширении на ионах, образовавшихся в результате ударной ионизации, которые создает вдоль своей

траектории регистрируемая

заряженная частица.

Капельки воды образуют видимый туманный след пролетевшей частицы – трек.

Траекторию частицы можно наблюдать непосредственно или фотографировать.

По трекам получают характеристики частиц:

1. чем длиннее трек, тем большей энергией

обладала частица;

2. чем больше капелек воды в треке, тем с

большей скоростью двигалась частица;

3. чем шире трек, тем больше заряд

частицы.

С помощью камеры Вильсона можно наблюдать искривление траектории заряженной частицы в электрическом и магнитном полях: если создать однородное магнитное поле, то на частицу действует F_Л => траектория искривляется и по радиусу кривизны можно определить удельный заряд ( ) => массу частицы (П.Л.Капица, Д.В.Скобельцын)

2) Пузырьковая камера:(1952 г. Д.Глейзер)

Устройство (см. устройство камеры Вильсона):

1. герметически закрытый сосуд, заполненный перегретой жидкостью (жидким водородом), находящейся под большим давлением => не закипает при температуре выше точки кипения; 2. поршень.

Принцип действия: основан на образовании цепочки пузырьков пара при кипении перегретой жидкости образовавшихся на ионах в результате ударной ионизации, вызванной попавшей в камеру заряженной частицей.

Преимущества:

1) позволяет регистрировать частицы с большей энергией, т.к. жидкость обладает большей тормозящей способностью за счет

большей плотности, чем у пара;

2) обладает быстродействием (рабочий цикл составляет 0,1 с).

3) Метод толстослойных фотоэмульсий: (1928 г. А.П.Жданов, Л.В.Мысовский)

Устройство:

1. фотобумага;

2. толстый слой

фотоэмульсии, содержащей

зерна бромистого серебра,

нанесен на фотобумагу.

Принцип действия: Действие этого метода основано на том, что регистрируемая частица пронизывает кристаллик AgBr, вызывая ионизацию брома и выделяя атомарное серебро в слое фотоэмульсии => возникшая цепочка зерен серебра образует трек – темный след.

Преимущества:

1) след не исчезает => тщательно изучается;

2) эмульсия имеет большую плотность =>

увеличивается число наблюдаемых

реакций за счет большой тормозящей

способности;

3) регистрируются редкие явления за счет

увеличения времени экспозиции.