如何使云室

使云室,以检测辐射

A bubble chamber works on the same principle as a cloud chamber except the spiral tracks as well as linear tracks are seen.
不同之处在于螺旋轨道云室被视为好于同一原理的泡室的工作原理。

zmeel /盖蒂图片社

虽然你看不到它,背景辐射是在我们身边。辐射的天然(无害)来源包括 宇宙射线, 放射性衰变 从岩石中的元素,并从生物体的元素,甚至放射性衰变。一个云室是一个简单的装置,其允许我们看到电离辐射的通道。换句话说,它允许 间接 观察的辐射。该装置也被称为一个威尔逊云室,在它的发明者的荣誉,苏格兰物理学家查尔斯·汤姆森·里斯·威尔逊。使用云室和称为泡室相关设备作出的发现导致了1932年发现的 正电子,1936年发现了μ子,和1947年发现的K介子的。

如何云室内乐作品

有不同类型的云室。该 扩散型云室是最简单的构造。基本上,该设备包括即发暖的顶部和冷在底部密封的容器中的。该 云容器内 由醇蒸气(例如,甲醇,异丙醇)的。腔室的暖顶部部分汽化的醇。蒸汽冷却,因为它下降,凝结在寒冷的底部。顶部和底部之间的体积是云 过饱和 汽。当高能带电粒子(辐射)穿过蒸气,它留下的离子化路径。在气相的醇与水分子 是极性,所以他们被吸引到电离粒子。因为蒸汽是过饱和,当分子靠拢,它们凝结成落向容器的底部有薄雾的液滴。路径的路径可以追溯到到辐射源的起源。

做一个自制的云室

仅需要几个简单的材料来构造云室:

  • 透明玻璃或与盖的塑料容器
  • 99%的异丙醇
  • 干冰
  • 绝热容器(例如,泡沫冷却器)
  • 吸收材料
  • 黑纸
  • 很亮手电筒
  • 温水小碗

良好的容器可能是一个大空的花生酱罐子。异丙醇可在大多数药店 作为外用酒精。确保它的99%的酒精。甲醇也适用于这个项目,但它更有毒​​。吸收性材料可以是海绵或一块毡的。 LED闪光灯很适合这个项目,但你也可以使用手电筒在智能手机上。您还需要您的手机方便拿在云室轨道的照片。

  1. 由馅一块海绵进入罐子的底部开始。你想要一个紧密贴合,所以当瓶子倒置以后它也不会掉落。如果必要的话,有点粘土或口香糖可以帮助粘海绵的jar。避免胶带或胶水,因为醇可以溶解。
  2. 切黑纸覆盖在盖的内部。黑纸消除反射和稍微吸收。如果当盖子密封纸不到位留下来,用粘土或口香糖粘压在盖子。现在设置在衬纸盖一边。
  3. 倾异丙醇入罐,以使海绵是完全饱和的,但不存在多余的液体。要做到这一点最简单的方法是添加酒精,直到有液体,然后倒出多余的了。
  4. 密封该广口瓶的盖子。
  5. 在可以制成完全黑暗(例如,壁橱或浴室没有窗户)的房间,倒入干冰到冷却器。转动广口瓶倒过来,并把它盖向下到干冰。给罐子约10分钟寒意。
  6. 设置对云室的顶部温水小碟(到罐的底部)。温水加热醇形成蒸汽云。
  7. 最后,关掉所有的灯。通过云室侧用手电筒照。你会看到明显的轨迹在云电离辐射进入和离开罐子。

安全考虑

  • 即使异丙醇比甲醇更安全,它仍然是有毒的,如果你喝它,它是高度易燃。从热源或明火保持它拿走。
  • 干冰是冷到足以引起接触冻伤。它 应使用手套处理。也,不存储干冰在密闭容器中,作为压力积累作为固体升华成气体可能会引起爆炸。

可以尝试

  • 如果你有一个放射源,将它放在云室附近,看到增加的辐射效应。一些 日常材料的放射性如巴西坚果,香蕉,粘土猫砂,和凡士林玻璃。
  • 一个云室提供了一个极好机会测试屏蔽免受辐射的方法。把不同材质的放射源和云室之间。例子可以包括水的旅行箱,一张纸,你的手,和金属片。这是最好的屏蔽防止辐射?
  • 尝试施加磁场的云室。正和负的带电粒子将曲线以相反的方向响应于所述场。

云室与气泡室

一个泡室是基于相同的原理为云室辐射检测器的另一种类型。不同的是,气泡室中使用过热液体而不是饱和蒸气。气泡室由填充气缸与刚好高于其沸点的液体制成。最常见的液体是液态氢。通常,一个磁场被施加到所述腔室,根据它的速度和电荷 - 质量比在螺旋路径,使得电离辐射传播。气泡室可以比云室更大,并且可以被用于跟踪多个高能粒子。