Опыт 64. Демонстрационная камера
Вильсона представляет собой пластмассовое кольцо, заклеенное с обеих
сторон пластинами органического стекла. На боковой поверхности кольца
имеется патрубок для соединения внутренней полости камеры с резиновой
грушей. Внутри камеры, в ее центре, находится препарат, испускающий
альфа-частицы (рис. 75).
Pис. 75
При адиабатическом охлаждении паров спирта внутри камеры
жидкость конденсируется вокруг ионов, образованных прохождением
альфа-частиц через воздух. След прохождения альфа-частицы (трек)
обнаруживается в виде полоски тумана.
Аппарат ФОС подготавливают для горизонтального проецирования и
на верхнюю линзу конденсора устанавливают камеру для наблюдения
альфа-частиц.
В резиновую грушу набирают пары смеси, прилагаемой к камере.
Соединяют грушу с камерой резиновой трубкой. Медленно и сильно сжимают
грушу, повышая давление в камере, и резко отпускают. При адиабатическом
расширении газа происходит охлаждение паров в камере и образование
капелек конденсата по траектории полета альфа-частицы (рис. 76).
Pис. 76
Т. Т. Демонстрация треков альфа-частиц
относится к числу «капризных». Одна из наиболее часто случающихся
неприятностей заключается в том, что в камере образуется сплошной
туман, в котором становятся неразличимыми треки заряженных частиц.
Есть две характерные причины образования сплошного тумана.
1. Источник радиоактивного излучения испускает заряженные
частицы непрерывно. В камере газ ионизируется по всему объему и влага
конденсируется вокруг всех ионов, а не только тех, что образовались в
данный момент по траектории полета альфа-частицы.
Камеру легко привести в рабочее состояние, если нейтрализовать
избыток ионов зарядом статического электричества на поверхности
органического стекла. Для этого натирают окна камеры сухой бумагой. Эту
операцию целесообразно выполнить заблаговременно, с тем чтобы
к моменту демонстрирования произошло выравнивание электростатического
поля по всей плоскости пластин, образующих окна камеры.
2. Другая, более трудно устранимая причина заключается в избытке насыщенных паров жидкости в камере.
Не следует набирать в резиновую грушу капельки жидкости.
Достаточно всосать в грушу пары над поверхностью жидкости. Если
количество паров окажется недостаточным, то процедуру можно повторить.
Но если камера окажется наполненной парами жидкости с избытком, то
проветрить камеру будет затруднительно.
Избыток ионов или паров в камере обнаруживается следующим
образом. Смотрят на камеру сбоку при включенной проекционной лампе и,
медленно сжав грушу, резко ее отпускают. Если в камере в момент
отпускания груши образуется белесое, быстро исчезающее пятно тумана, то
надеяться на успешное проведение демонстрации не приходится.
Если в момент резкого отпускания груши в камере появляются
туманные полоски, идущие от центра камеры и быстро тающие, то надо
побеспокоиться о том, чтобы это явление учащиеся увидели на экране.
Не следует долго держать камеру на конденсоре включенного
проекционного аппарата. От этого камера нагревается, и конденсация
насыщенных паров жидкости прекращается, а следовательно, прекращаются
образования туманных следов пролетевших альфа-частиц.
К прибору прилагается ампула смеси, состоящей из спирта (50%),
ацетона (25%) и воды (25%). Если всасывать в грушу только насыщенный
пар над поверхностью этой смеси, то прилагаемого к прибору количества
жидкости хватает на несколько лет.
В случае отсутствия фабричной смеси в грушу можно засасывать пары этилового спирта. |