Laboratoriya №3 mavzu: alfa zarrachalar izlarini vilson kamerasi yordamida namoyish etish

LABORATORIYA №3

MAVZU: ALFA ZARRACHALAR IZLARINI VILSON KAMERASI YORDAMIDA NAMOYISH ETISH

ISHDAN MAQSAD: Havo va suv/spirt bugʻi aralashmasi oʻta toʻyinishini Vilson kamerasida adiabatik kengayish orqali hosil qilish.


KERAKLI ASBOB VA USKUNALAR:

1. Vilson kamerasi …………………………………………………..	559 57
2. Radiy-226 (5 kb) preparati ……………………………………….	559 59
3. Tok manbai 450 V DC …………………………………………….	522 27
4. Lampa, 6 V/30 W…………………………………………………..	450 51
5. Tok manbai 6 V AC, 12 V AC/30 V……………………………	562 73
6. Multi qisqich……………………………………………………	301 06
7. Shtativ……………………………………………………. ………..	300 11
8. Spirt(70%) ……………………….……………………………….
9. Ulash uchun similar……………………………………………….

QISQACHA NAZARIYA

Radiatsion nurlanishning toʻla oqimi, zarrachalarning massalarini, tezligi, energiyasi va shu kabi koʻrsatkichlarini aniqlovchi qurilmalaralar – detektorlar deyiladi. Radiatsion nurlanishni qayd qilish detektori (indikator) - bu modda bilan bevosita ta’sirlashishi davomida ionlashtiruvchi nurlanishning mavjudligini aniqlash imkonini beruvchi obyekt hisoblanadi. Radiatsion nurlanish(zarralar) detektorining koʻpgina turlari mavjud boʻlib, ular toʻrtta asosiy guruhlarga boʻlinadi(1 - rasmda keltirilgan):
1) Schyotchik (sanagichlar)
2) Zarralar “izi“ ni kuzatishga moʻljallangan detektorlar
3) Godoskopik kamera
4) Mass-analizator
Koʻpgina detektorlarda radioaktiv nurlanish oʻtganda uning atomlari ionlanishish hisobiga elektr impulslari hosil boʻladi. Oʻlchov asboblari esa u impulslarni qayd qiladi va oʻlchaydi.
Yuqorida aytilgan detektorlarga
a) Ionizatsion kamera.
b) Proportspoial sanagich.
v) Geyger-Myuller schetchigi.
g) Kristatl sanagich.
d) Vilson kamerasi.
e) Uchqun kamerasi misol boʻladi.
Bularning birinchi 3 – tasi gaz toʻlgazilgan detektorlar deb ataladi. Uning tuzilishi asosan kameradan iborat boʻlib, uning oʻrtasidan izolatsiyalangan tola tortilgan boʻladi. Tola – anod va kamera qarshisi yupqa metall ballon – katod boʻlib xizmat qiladi. Agar anod va katod orasiga potentsial berilib anod – katod oraligʻidagi gaz muhitdan radioaktiv nurlanish oʻtsa, muhitdagi gaz molekulalari ionlashadi va har bir ionlashishda bir juft ion va elektron hosil boʻladi. Hosil boʻlgan ion va elektron anod va katodga berilgan potentsial ta’sirida tezlashib elektronlar oʻz yoʻlida yana qoʻshimcha ionlar hosil qiladi.
Trekli (izli) detektorlar zarralarni moddada qoldiradigan izi – trekini viziual yoki fotografik va elektromagnit metodlar bilan qayd qilishga imkon beradi. Birlamchi axborotlarni qayta ishlash jarayonida quyidagi ma’lumotlarni olish mumkin. Trek geometriyasi boʻyicha reaksiyasida ishtirok etgan zaryadli zarralar soni va ularni harakat yoʻnalishi, trekning xarakteriga qarab uzunlik birligidagi energiya sarfi va bu bilan birga zarra tezligi aniqlanadi. Zarraning energiyasi va tezligini bilgan holda uning massasini aniqlash mumkin boʻladi. Agar trekli detektorni kuchli magnit maydonga joylashtirilsa zaryadli zarraning traektoriyasining egriligiga qarab zaryad ishorasini va uning impulsini aniqlash mumkin. Vilson kamerasida ham zarrachalar izlarini kuzatish mumkin.


(Charles Thomson Rees Wilson)
(14.II.1869 — 15.XI.1959)
Vilson kamerasi nam holatdagi havo bilan toʻldirilgan bolib, harakatlanuvchi porshen moslamasi yordamida bosim qiymati oʻzgartiriladi. Porshen tezlik bilan harakatlantirilishi natijasida nam holatdagi havo muhitida toʻyinish holati yuzaga keladi va kamera orqali oʻtuvchi zaryadlangan zarrachalar havoni ionizatsiya holatiga keltiradi, oʻz navbatida hosil boʻlgan ionlar bugʻ shaklida kondensasiyalanadi. Kameraning yon tomonidan yorugʻlik nuri tushirilganda harakatlanuvchi zaryadli zarrachalaming nurlanuvchi izi (trek) koʻzga tashlanadi. 1919-yilda E.Rezerford tomonidan Vilson kamerasida birinchi yadro reaksiyasi amalga oshirilgan:
¹⁴N+⁴He= ¹⁷O+ ¹H
1932 yilda Vilson kamerasi yordamida K. Anderson kosmik nurlarda pozitronni topgan. Charlz Tomson Riz VILSON (Charles Thomson Rees Wilson; 14.02.1869 - 15.11.1959) – Shotlandiyalik fizik, professor 1895-yilda Kembridj laboratoriyalaridan birida u shaffof materialdan yasalgan idishga oʻrnatilgan porshen tez harakatlantirilganda, idish ichidagi hajm ortishi hisobiga bosim va harorat pasayishi va tuman hosil boʻlishini qayd qilgan.

1- Rasm. Detektorlar turlari

1910 – yilda “Vilson kamerasi” ishlab chiqilgan va 1911-yilda alfa zarrachalar, beta zarrachalar va gamma nurlanish oqimining kamerada harakatlanish izi (trek) fototasviri olingan, 1927 – yilda bugʻ kondensatsiyalanishi yordamida elektr zaryadiga ega zarrachalarning harakatlanish traektoriyasini kuzatish uslubimi ishlab chiqqanligi uchun, Vilson Nobel mukofoti bilan taqdirlangan.