Какие методы регистрации частиц вы знаете. Способы наблюдения и регистрации заряженных частиц. Вначале проведем фронтальный опрос

М.Г. Трошкина, учитель начальных классов МБОУ «Школа №39 «Центр физико-математического образования»

Организация работы театральной студии «Веснушки» в рамках внеурочной деятельности в начальной школе

«Надо очень дорожить, поддерживать, развивать и правильно использовать молодую страсть, пылкое увлечение любимым делом, ради которого пришли молодые люди в школу».

К.С. Станиславский

На современном этапе динамично развивающегося общества, всё большее внимание уделяется целям и задачам школьного образования. Если раньше основной целью обучения было всестороннее и гармоничное развитие личности, то сейчас она дополняется необходимостью в воспитании активной и творческой личности.

Современному обществу необходимы инициативные, творческие люди, способные найти новые способы и решения современных социально – экономических и культурных задач. Поэтому особую актуальность в настоящее время приобретает проблема развития нравственных и творческих качеств личности.

Средствами театральной деятельности развивается и формируется творческая и социально активная личность младших школьников, способная понимать общечеловеческие ценности, с гордостью хранить и ценить достижения отечественной культуры и искусства.

Театральную деятельность надо вводить именно в начальной школе, так как дети имеют огромные потенциальные возможности для развития своих творческих способностей. Причинами тому служат:

1.Возраст.

2.Имеется определенный жизненный опыт.

3.Определенный уровень знаний и умений.

4.Способность к мыслительному анализу.

5. Задатки творческого развития.

Одной из актуальных проблем педагогики и психологии является развитие художественно-творческих способностей ребенка. Художественное творчество - это эффективное средство воспитания и развития творческой личности. Театр способен приобщить к общечеловеческим духовным ценностям, помогает раскрыть и реализовать свои способности и творческий потенциал.

Одним из видов внеурочной деятельности, включенных в программу моего класса, является создание театральной студии «Веснушки».

Целью такой деятельности является формирование индивидуальной творческой личности младшего школьника.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Создание благоприятной эмоциональной атмосферы, проверить свои творческие силы, преодолеть застенчивость и боязнь выступлений перед публикой.

Формирование умений и навыков культуры поведения на сцене.

Развитие интереса к театру как жанру искусства.

Развитие интереса к сценическому искусству, зрительного и слухового внимания, памяти, фантазии и находчивости, чувства ритма, мышления, дикции и так далее.

Воспитание доброжелательности и отзывчивости в отношениях со сверстниками, умения коллективного творчества, ответственного отношения к результатам своей работы и творческой работе коллектива.

Театральная деятельность учащихся в начальной школе должна быть направлена на воспитание и развитие в них понимающей, умной, разносторонней, интересной личности, обладающей художественным вкусом и собственным мнением.

Основные виды деятельности, которые используются мной при работе с младшими школьниками в театральной студии можно представить в виде следующей схемы:

Рисунок 1. Виды театральной деятельности в начальной школе

Театральная миниатюра – это группа артистов, выбирающих для репертуара театра небольшие пьесы и театральные постановки разных жанров, выраженных в миниатюре. Используем готовые миниатюры и собственного сочинения.

Театральная игра развивает игровое поведение, способности творчески относиться к любому делу, посредством игры учатся общаться со сверстниками и взрослыми людьми в предлагаемых жизненных ситуациях.

Все игры можно разделить на два вида: общеразвивающие игры и специальные театральные игры.

Общеразвивающие игры помогают ребенку адаптироваться в школьном коллективе, и помогает успешной учебе в начальной школе. Все дети делятся на мини-группы – зрители и актеры (4 человека). Учащиеся обсуждают события, высказывают свое мнение с разных позиций.

Специальные театральные игры необходимы при работе над этюдами и спектаклями. Они развивают воображение и фантазию необходимые для игры на сцене, где все является вымыслом. Способствует перевоплощению в предлагаемых ситуациях. Специальные театральные игры знакомят детей со сценическим действием, используя, знакомые с детства сказки. Например, «Репка», «Три поросенка» и другие.

Ритмопластика – это комплексные ритмические, музыкальные, пластические игры и упражнения, способствующих развитию гармонии тела с окружающим миром, свободных и выразительных движений тела. Развитие ребенка идет от движений и эмоций к слову. Детям легче выразить чувства и эмоции через пластику своего тела. Интересные пластические образы создаются под влиянием музыки. Различные по настроениям музыкальные произведения развивают фантазию ребенка, помогают творчески использовать пластическую выразительность.

На занятиях провожу специальные упражнения в попеременном напряжении и расслаблении различных групп мышц. Только добившись определенных результатов в этом направлении, можно переходить к созданию пластических образов. Ритмопластические упражнения и игры развивают, прежде всего, гибкость и умение владеть своим телом, воздействуют на эмоции ребенка.

Культура и техника речи включает игры и упражнения, на развитие дыхания и свободы речевого аппарата, умение владеть правильной артикуляцией, четкой дикцией, разнообразной интонацией, логикой речи и орфоэпией. В этот раздел входят разнообразные игры со словами, шутливые словесные загадки, скороговорки, отрабатывающие разные звуки.

Все упражнения можно разделить на 3 вида:

Дыхательные и артикуляционные упражнения.

Дикционные и интонационные упражнения.

Творческие игры со словом.

Основы театральной культуры - овладение школьниками элементарными знаниями и понятиями, терминов театрального искусства. В раздел включены темы:

Особенности театрального искусства.

Виды театрального искусства.

Рождение спектакля.

Театр глазами актера и зрителя.

Культура поведения зрителя.

Работа над спектаклем включает в себя следующие этапы:

Выбор и обсуждение пьесы с детьми.

Деление пьесы на эпизоды и творческий пересказ их детьми.

Работа над отдельными эпизодами.

Создание презентации к данному спектаклю.

Поиски музыки и иллюстраций к отдельным эпизодам, постановка танцев. Создание совместно с детьми и родителями эскизов декораций и костюмов.

Работа с текстом пьесы и отдельными эпизодами. Уточнение игры отдельных персонажей.

Работа над выразительностью речи и подлинностью поведения персонажей на сцене.

Репетиция отдельных эпизодов в разных составах с деталями декораций и реквизита, с музыкальным оформлением.

Репетиция всей пьесы целиком в костюмах. Уточнение временных рамок спектакля. Назначение ответственных за смену декораций и реквизита.

Премьера спектакля.

Повторные показы спектакля.

Подготовка фотоотчета.

Также немало важным в подготовке спектакля является грамотное использование материально-технического обеспечения, а именно:

Компьютерное обеспечение (ноутбук, проектор, музыкальный центр и так далее);

Костюмы, декорации;

Сценический грим.

Ожидаемые результаты работы театральной студии «Веснушки»

В результате работы детей над созданием спектакля и их участием в постановке достигается главная цель: выявление и формирование индивидуальной творческой личности каждого из учащихся.

В течение учебного года каждый ребенок попробовал себя в роли актера на сцене, что позволило развить интерес к театру и сценическому искусству как к многомерному жанру. В классе между детьми благоприятная и доброжелательная атмосфера для общения, самореализации. Участие детей в коллективном творчестве позволяет воспитать ответственность не только к своей работе, но и уважение к творчеству других.

К концу учебного года ученики имеют понятие:

О театре и его видах.

Об элементарных технических средствах сцены.

Об оформлении сцены.

О нормах поведения на сцене и в зрительном зале.

Умеют:

Выражать свое отношение к явлениям в жизни и на сцене.

Образно мыслить.

Концентрировать внимание.

Ощущать себя в сценическом пространстве.

Приобретают следующие навыки:

Общения с партнером.

Элементарного актёрского мастерства.

Образного восприятия окружающего мира.

Адекватного и образного реагирования на внешние раздражители.

Коллективного творчества.

Дети моего класса с большим желанием участвуют в школьных и городских мероприятиях, готовят спектакли и тематические праздники: «Праздник Осени», «Новогодняя сказка», «День добрых дел», «В гостях у сказки», «Праздник для будущих первоклассников» и так далее.

Фотоотчет

Наши художники-оформители

Приступая к работе, наши художники знакомятся со сценарием, подбирают иллюстрации, определяют объем декорации.

Наша студия приобрела детский театральный грим. Ребята учатся создавать театральные образы.

Эмблема театральной студии «Веснушки»

Актёры театральной студии «Веснушки»

Ребята сами придумывают и создают сценические костюмы и грим. Они всегда выбирают яркие краски, что говорит об их душевном равновесии, радости жизни.

Музыкальный спектакль «Теремок» в рамках городской акции

«День добрых дел»

Побеждает дружба!

Роли исполняли…

Наши гости – дети-инвалиды с большим интересом смотрели спектакль

Песня о дружбе. Аплодисменты – главная награда для актеров

Дети моего класса занимаются в театральной студии Веснушки с 1-го класса. На протяжении четырех лет реализуется программа внеурочной деятельности, направленной на развитие творческой личности. Ребята не боятся публичных выступлений, с большим уважением относятся к своим зрителям. Большинство детей преодолели свою застенчивость, неуверенность в себе, что положительно отразилось и на учебном процессе. Заучивая тексты спектаклей, песен, монологов ребята развивают память. Это поможет быстрее адаптироваться при переходе в пятый класс. К концу четвертого года обучения в театральной студии «Веснушки» ребята самостоятельно распределяют между собой роли в спектакле. На репетициях анализируют работу каждого актера, дают советы, помогают вжиться в образ героя. На мой взгляд, данное направление внеурочной деятельности является необходимым в начальной школе.

Список используемых источников

Белинская Е.В. Сказочные тренинги для дошкольников и младших школьников. – СПб.: Речь, 2006.

Буяльский Б.А. Искусство выразительного чтения. М.: Просвещение,1986.

Гиппиус С.В. Гимнастика чувств. – М. 1967.

Григорьев Д.В. Степанов П.В. Внеурочная деятельность школьников. – М.2010 г.

Гурков А.Н. Школьный театр. – Феникс, 2005.

Запорожец Т.И. Логика сценической речи. – М. 1974.

Казанский О.А. Игры в самих себя. – М. 1995.

Каришнев-Лубоцкий М.А. Театрализованные представления для детей школьного возраста. – М.: Гуманит.изд. центр ВЛАДОС, 2005.

Макарова Л.П. Театрализованные праздники для детей. – Воронеж.

Чурилова Э.Г. Методика и организация театральной деятельности: Программа и репертуар. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004.

Элементарные частицы удаётся наблюдать благодаря тем следам, которые они оставляют при своём прохождении через вещество. Характер следов позволяет судить о знаке заряда частицы, её энергии, импульсе и т. п. Заряженные частицы вызывают ионизацию молекул на своём пути. Нейтральные частицы следов не оставляют, но они могут обнаружить себя в момент распада на заряженные частицы или в момент столкновения с каким-либо ядром. Следовательно, нейтральные частицы также обнаруживаются по ионизации, вызванной порождёнными ими заряженными частицами.

Приборы, применяемые для регистрации ионизирующих частиц, подразделяются на две группы. К первой группе относятся устройства, которые регистрируют факт пролёта частицы и позволяют судить об её энергии. Вторую группу образуют трековые приборы, т. е. приборы, позволяющие наблюдать следы частиц в веществе.

Регистрирующие приборы

К числу регистрирующих приборов относятся ионизационные камеры и газоразрядные счётчики . Широкое распространение получили черенковские счётчики и сцинтилляционные счётчики .

Заряженная частица, пролетающая через вещество, вызывает не только ионизацию, но и возбуждение атомов. Возвращаясь в нормальное состояние, атомы испускают видимый свет. Вещества, в которых заряженные частицы возбуждают заметную световую вспышку (сцинтилляцию), называют фосфорами. Фосфоры бывают органические и неорганические.

Сцинтилляционный счетчик состоит из фосфора, от которого свет подается по специальному светопроводу к фотоумножителю. Импульсы, получающиеся на выходе фотоумножителя, подвергаются счету. Определяется также амплитуда импульсов (которая пропорциональна интенсивности световых вспышек), что дает дополнительную информацию о регистрируемых частицах.

Счетчики часто объединяются в группы и включаются так, чтобы регистрировались только такие события, которые отмечаются одновременно несколькими приборами, либо только одним ним из них. В первом случае говорят, что счетчики включены по схеме совпадений, во втором -- по схеме антисовпадений.

Трековые приборы

К числу трековых приборов относится камеры Вильсона, пузырьковые камеры, искровые камеры и эмульсионные камеры.

Камера Вильсона. Так называют прибор, созданный английским физиком Ч. Вильсоном в 1912 г. Дорожка из ионов, проложенная летящей заряженной частицей, становится видимой в камере Вильсона, потому что на ионах происходит конденсация пересыщенных паров какой-либо жидкости. Прибор работает не непрерывно, а циклами. Сравнительно короткое время чувствительности камеры чередуется с мертвым временем (в 100--1000 раз большим), в течение которого камера готовится к следующему рабочему циклу. Пересыщение достигается за счет внезапного охлаждения, вызываемого резким (адиабатическим) расширением рабочей смеси, состоящей из неконденсирующегося газа (гелия, азота, аргона) и паров воды, этилового спирта и т. п. В этот же момент производится стереоскопическое (т. е. с нескольких точек) фотографирование рабочего объема камеры. Стереофотографии позволяют воссоздать пространственную картину зафиксированного явления. Так как отношение времени чувствительности к мертвому времени очень мало, приходится иногда делать десятки тысяч снимков, прежде чем будет зафиксировано какое-либо событие, обладающее небольшой вероятностью. Чтобы увеличить вероятность наблюдения редких явлений, используются управляемые камеры Вильсона, у которых работой расширительного механизма управляют счетчики частиц, включенные в электронную схему, выделяющую нужное событие.

Пузырьковая камера. В изобретенной Д. А. Глезером в 1952 г. пузырьковой камере пересыщенные пары заменены прозрачной перегретой жидкостью (т. е. жидкостью, находящейся под внешним давлением, меньшим давления ее насыщенных паров). Пролетевшая через камеру ионизирующая частица вызывает бурное вскипание жидкости, вследствие чего след частицы оказывается обозначенным цепочкой пузырьков пара -- образуется трек. Пузырьковая камера, как и камера Вильсона, работает циклами. Запускается камера резким снижением (сбросом) давления, вследствие чего рабочая жидкость переходит в метастабильное перегретое состояние. В качестве рабочей жидкости, которая одновременно служит мишенью для пролетающих через нее частиц, применяются жидкий водород (в этом случае нужны низкие температуры).

Искровые камеры. В 1957 г. Краншау и де-Биром был сконструирован прибор для регистрации траекторий заряженных частиц, названный искровой камерой. Прибор состоит из системы плоских параллельных друг другу электродов, выполненных в виде каркасов с натянутой на них металлической фольгой либо в виде металлических пластин. Электроды соединяются через один. Одна группа электродов заземляется, а на другую периодически подается кратковременный (длительностью 10 -7 сек) высоковольтный импульс (10-- 15 кВ). Если в момент подачи импульса через камеру пролетит ионизирующая частица, её путь будет отмечен цепочкой искр, проскакивающих между электродами. Прибор запускается автоматически с помощью включенных по схеме совпадений дополнительных счетчиков, регистрирующих прохождение через рабочий объем камеры исследуемых частиц. В камерах, наполненных инертными газами, межэлектродное расстояние может достигать нескольких сантиметров. Если направление полета частицы образует с нормалью к электродам угол, не превышающий 40°, разряд в таких камерах развивается по направлению трека частицы.

Метод фотоэмульсий. Советские физики Л. В. Мысовский и А. П. Жданов впервые применили для регистрации элементарных частиц фотопластинки. Заряженная частица, проходя через фотоэмульсию, вызывает такое же действие, как и фотоны. Поэтому после проявления пластинки в эмульсии образуется видимый след (трек) пролетевшей частицы. Недостатком метода фотопластинок была малая толщина эмульсионного слоя, вследствие чего получались полностью лишь треки частиц летящих параллельно плоскости слоя. В эмульсионных камерах облучению подвергаются толстые пачки (весом до нескольких десятков килограммов), составленные из отдельных слоев фотоэмульсии (без подложки). После облучения пачка разбирается на слои, каждый из которых проявляется и просматривается под микроскопом. Для того чтобы можно было проследить путь частицы при переходе из одного слоя в другой, перед разборкой пачки на все слои наносится с помощью рентгеновских лучей одинаковая координатная сетка.

Счетчик состоит из стеклянной трубки, покрытой изнутри металлическим слоем (катод), и тонкой металлической нити, идущей вдоль оси трубки (анод). Трубка заполняется газом, обычно аргоном. Заряженная частица (электрон, а-частица и т.д.), пролетая в газе, отрывает от атомов электроны и создает положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между анодом и катодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Принцип действия Возникает лавина ионов, и ток через счетчик резко возрастает. При этом на нагрузочном резисторе R образуется импульс напряжения, который подается в регистрирующее устройство.

Особенности Для того чтобы счетчик мог регистрировать следующую попавшую в него частицу, лавинный разряд необходимо погасить. Это происходит автоматически. Счетчик регистрирует почти все попадающие в него электроны; что же касается γ-квантов, то он регистрирует приблизительно только один γ - квант из ста. Регистрация тяжелых частиц (например, α-частиц) затруднена, так как сложно сделать в счетчике достаточно тонкое «окошко», прозрачное для этих частиц.

Камера Вильсона В камере же Вильсона, созданной в 1912 г., быстрая заряженная частица оставляет след, который можно наблюдать непосредственно или сфотографировать. Этот прибор можно назвать «окном» в микромир, т. е. мир элементарных частиц и состоящих из них систем.

Принцип действия Камера Вильсона представляет собой герметически закрытый сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к насыщению. При резком опускании поршня, вызванном уменьшением давления под поршнем, пар в камере расширяется. Вследствие этого происходит охлаждение, и пар становится пересыщенным. Это неустойчивое состояние пара: пар легко конденсируется. Центрами конденсации становятся ионы, которые образует в рабочем пространстве камеры пролетевшая частица. Если частица проникает в камеру непосредственно перед расширением или сразу после него, то на ее пути возникают капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы трек. Затем камера возвращается в исходное состояние и ионы удаляются электрическим полем. В зависимости от размеров камеры время восстановления рабочего режима колеблется от нескольких секунд до десятков минут.

Особенности По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины трека оценивается ее скорость. Чем длиннее трек частицы, тем больше ее энергия. А чем больше капелек воды образуется на единицу длины трека, тем меньше ее скорость. Частицы с большим зарядом оставляют трек большей толщены Камеру Вильсона можно поместить в однородное магнитное поле. Магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу с определенной силой. Эта сила искривляет траекторию частицы. Трек имеет тем большую кривизну, чем больше заряд частицы и чем меньше ее масса. По кривизне трека можно определить отношение заряда частицы ее массе.

Принцип действия В исходном состоянии жидкость в камере находится под высоким давлением, предохраняющим ее от закипания, несмотря на то что температура жидкости выше температуры кипения при атмосферном давлении. При резком понижении давления жидкость оказывается перегретой и в течение небольшого времени она будет находиться в неустойчивом состоянии. Заряженные частицы, пролетающие именно в это время, вызывают появление треков, состоящих из пузырьков пара. В качестве жидкостей используются главным образом жидкий водород и пропан.

Особенности Длительность рабочего цикла пузырьковой камеры невели­ка около 0,1 с. Преимущество пузырьковой камеры перед камерой Вильсона обусловлено большей плотностью рабочего вещества. Пробеги частиц вследствие этого оказываются достаточно короткими, и частицы даже больших энергий застревают в камере. Это позволяет наблюдать серию последовательных превращений частицы и вызываемые ею реакции.

Метод толстослойных фотоэмульсий Ионизирующее действие быстрых заряженных частиц на эмульсию фотопластинки позволило французскому физику А. Беккерелю открыть в 1896 г. радиоактивность. Метод был развит советскими физиками Л. В. Мысовским, А. П. Ждановым и др.

Принцип действия Фотоэмульсия содержит большое количество микроскопических кристалликов бромида серебра. Быстрая заряженная частица, пронизывая кристаллик, отрывает электроны от отдельных атомов брома. Цепочка таких кристалликов образует скрытое изображение. При проявлении в этих кристалликах восстанавливается металлическое серебро и цепочка зерен серебра образует трек частицы. По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.

Особенности Из-за большой плотности фотоэмульсии треки получаются очень короткими (порядка см для α -частиц, испускаемых радиоактив­ными элементами), но при фотографировании их можно увеличить. Преимущество фотоэмульсий состоит в том, что время экспозиции может быть сколь угодно большим. Это позволяет регистрировать редкие явления. Важно и то, что благо­даря большой тормозящей способности фотоэмульсий увеличивается число наблюдаемых интересных реакций между частицами и ядрами.

• приборы, позволяющие регистрировать прохождение частицы через определенный участок пространства и в некоторых случаях определять ее характеристики, например, энергию (сцинтилляционный счетчик, черенковский счетчик, ионизационная камера, газоразрядный счетчик, полупроводниковый счетчик );
• приборы, позволяющие наблюдать, например, фотографировать следы (треки) частиц в веществе (камера Вильсона, диффузтонная камера, пузырьковая камера, ядерные фотоэмульсии ).

Сцинтилляционный счетчик

Детектор ядерных частиц, основными элементами которого являются сцинтиллятор (кристаллофосфор, излучающий вспышки света при попадании в него частиц) и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), позволяющий преобразовать слабые световые вспышки в электрические импульсы, которые регистрируются электронной аппаратурой. Обычно в качестве сцинтилляторов используются кристаллы некоторых неорганических (ZnS - для α-частиц; NaI-Tl, CsI-Tl - для β-частиц и γ-квантов) или органических (антрацен, пластмассы для γ-квантов) веществ. Очень подробно и детально о конструкции и принципе работы изложено .

Самый большой из когда либо созданных сцинтилляционных детекторов установка . На ней зарегистрирован дефицит антинейтрино от реакторов, расположенных от него на среднем расстоянии в 180 км . Этот результат в сочетании с измерениями потоков солнечных нейтрино может свидетельствовать в пользу существования нейтринных осцилляций. Подробности эксперимента можно посмотреть в статье .

Установка KamLAND (Kam ioka L iquid Scintillator A nti-N eutrino D etector) создана на месте разрушенной в результате аварии установки Kamiokande. В нем используется 1000 т жидкого сцинтиллятора который просматривается 1879 фотоумножителями диаметром 50 см . Первая задача, которая решалась на этой установке - измерение потоков антинейтрино от японских и южнокорейских ректоров.

Как видно из рисунка 4.17, в предыдущих экспериментах с реакторными нейтрино их дефицита не было обнаружено. Однако эксперименты с солнечными нейтрино свидетельствовали, что расстояния ~1 км слишком малы для его обнаружения. Размеры KamLAND и его расположение в 100-200 км от реакторов делает его весьма чувствительным к эффекту, что и привело к его обнаружению.

С помощью метода задержанных совпадений детектировались позитроны и γ-кванты с энергией 2.2 МэВ от захвата нейтронов протонами.

Ионизационные счетчики

Детекторы частиц (заполненные газом электрические конденсаторы), основанные на способности заряженных частиц вызывать ионизацию газа, с последующим разделением продуктов ионизации в электрическом поле. Если счетчик регистрирует только ионы, образовавшиеся непосредственно под действием частиц, то такой счетчик называются импульсной ионизационной камерой. Подробная и детальная информация лежит .

Счетчики, в которых основную роль играет вторичная ионизация обусловленная столкновениями первичных ионов с атомами и молекулами газа, в результате чего возникает разряд в газе, называются газоразрядными счетчиками. Пример газоразрядного счетчика - счетчик Гейгера-Мюллера . Газоразрядный счетчик обычно выполняется в виде наполненного газом металлического цилиндра (катод ) с тонкой проволокой (анод ), натянутой по его оси.

Полупроводниковые счетчики

Полупроводниковые диоды, прохождение через которые регистрируемых частиц, приводит к появлению электрического тока через диод. Малая толщина рабочей области полупроводниковых счетчиков не позволяет применять их для измерения высокоэнергетических частиц. Более подробная информация лежит .

Камера Вильсона

Стеклянный цилиндр с плотно прилегающим поршнем, заполненный нейтральным газом (аргон или гелий), насыщенным парами воды и спирта. При резком (адиабатическом) расширении газ становится пересыщенным и на траекториях частиц, пролетевших через камеру, образуются треки из тумана, которые фотографируются. По характеру и геометрии треков можно судить о типе прошедших через камеру частиц. О конструкции и принципе работы очень подробно и детально изложено .

Пузырьковая камера Ядерные фотоэмульсии

Толстослойные фотографические эмульсии, прохождение заряженных частиц через которые вызывает ионизацию, приводящую к образованию скрытого изображения в эмульсии. После проявления следы заряженных частиц обнаруживаются в виде цепочки зерен металлического серебра. Так как эмульсия - среда более плотная, чем газ или жидкость, используемые в вильсоновской и пузырьковой камерах, то при прочих равных условиях длина трека в эмульсиях более короткая. Поэтому фотоэмульсии применяются для изучении реакций, вызываемых частицами в ускорителях сверхвысоких энергий и космических лучах. Для исследований высокоэнергетичных частиц используются также так называемые стопы - большое число маркированных фотоэмульсионных пластинок, помещаемых на пути частиц и после проявления промеряемых под микроскопом. Более подробная информация лежит . С некоторыми возможностями измерения треков, можно ознакомиться .

Трековые методы. Заряженная частица, двигаясь в газе, ионизирует его, создавал на своём пути цепочку ионов. Если создать в газе резкий скачок давления, то на этих ионах, как на центрах конденсации, оседает пересыщенный пар, образуя цепочку капелек жидкости - трек.
А) Камера Вильсона (англ.) 1912 г.
1) стеклянный цилиндрический сосуд, покрытый сверху стеклом;
2) снизу сосуд покрыт слоем чёрного влажного бархата или сукна;
З) сетка, над поверхностью которой образуется насыщенный пар.
4) поршень, при быстром опускании которого происходит адиабатное расширение газа, что сопровождается
понижением его температуры, пар становится переохлаждённым (пересыщенным).
Заряженные частицы, образующиеся при радиоактивном распаде, пролетая в газе, создают на своём пути цепочку ионов. При опускании поршня на этих ионах, как на центрах конденсаций, образуются капельки жидкости. Таким образом, при полёте частица оставляет за собой след (трек), который хорошо виден и может быть сфотографирован. По толщине и длине трека судят о массе и энергии частицы.
П.Л. Капица и Д.В. Скобельцын предложили поместить камеру в магнитное ноле. На заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле, действует сила Лоренца, что приводит к искривлению трека. По форме трека и характеру его искривления можно вычислить импульс частицы и её масс у, а также определить знак заряда частоты.

Б) Пузырьковая камера Глезера (США) 1952 г.
Трек возникает в перегретой жидкости. В рабочем состоянии пузырьковая камера, как и камера Вильсона, оказывается в момент резкого скачка давления. Пузырьковые камеры также помещают в сильное магнитное поле, искривляющее траектории частиц.
Нейтральные частицы не оставляют треков, но тем не менее их тоже можно обнаружить с ПОМОЩЬЮ камеры Вильсона или пузырьковой камеры по вторичным эффектам. Так, если нейтральная частица распадается на две (или более) заряженные частицы, разлетающиеся в разные направления, то, исследуя треки вторичных частиц и определив их энергии и импульсы, можно по законам сохранения определить свойства первичной нейтральной частицы.
В) Метод толстостенных фотоэмульсий (1928 г., Мысовский и Жданов)
Он основан на использовании почернения зерен бромистого серебра, входящих в состав фотографичеекого слоя, под действием проходящих вблизи них заряженных частиц. После проявления фотоэмульсии в них можно наблюдать треки таких частим. Ядерные фотоэмульсии применяют в виде слоев толщиной от 0,5 до 1 мм. Это позволяет исследовать траектории частиц высоких энергий. Существенным преимуществом метода фотоэмульсии, по мимо простоты применения, является то, что с его помощью получают неисчезающий след частицы, который затем может быть тщательно изучен. Метод ядерных фотоэмульсий широко применяют при изучении свойств новых элементарных частиц и исследованиях космического излучения.
Метод счёта числа частиц. В качестве одного из первых и простейших приборов для регистрации частиц был использован экран, покрытый люминесцирующим составом. В той точке экрана, куда попадает частица с достаточно большой энергией, возникает вспышка – сцинтилляция.

А) Спинтарископ. Ещё в 1903 г. У. Крукс (англ.) обнаружил, что при попадании альфа-частиц на флуоресцирующие вещества они вызывают слабые световые вспышки - так называемые сцинтилляции. Каждая вспышка характеризовала действие одной частицы. Устройство простейшего прибора, предназначенного для регистрации отдельных альфа-частиц. Основными деталями спинтарископа являются экран, покрытый слоем сульфида цинка, и короткофокусная лупа. Альфа-радиоактивный препарат помещают на конце стержня примерно против середины экрана. При попадании альфа-частицы в кристалл сульфида цинка возникает вспышка света, которую можно зарегистрировать при наблюдении через лупу.
Процесс преобразования кинетической энергии быстрой заряженной частицы в энергию световой вспышки называется сцинтилляцией.
Б) Счётчики Гейгера- Мюллера (нем.) 1928 г.
Газоразрядные счётчики работают на принципе регистрации самостоятельного газового разряда, возникающего при полёте заряженной частицы через рабочий объём счётчика. В ОТЛИЧИе от ионизационной камеры, регистрирующей суммарную интенсивность пучка заряженных частиц, счётчик Гейгера Мюллера регистрирует каждую частицу отдельно. Каждая вспышка действует на фотокатод электронного умножителя и выбивает из него электроны. Последние, проходящие ряд каскадов умножителя, образуют на выходе импульс тока, который затем подается на вход усилителя и приводит в действие какой-либо счетчик. Интенсивность отдельных импульсов можно наблюдать на осциллографе. Определяют не только число частиц, но и распределение их по энергиям.
Ионизационная камера. Для измерения доз ионизирующих излучений применяются ионизационные камеры. Ионизационная камера представляет собой цилиндрический конденсатор, между электродами которого находится воздух или другой газ. С помощью источника постоянного напряжения между электродами камеры создаётся электрическое поле. В обычных условиях в воздухе свободных зарядов очень мало, поэтому измерительный прибор, включенный в цепь камеры, тока не обнаруживает. При облучении рабочего объёма ионизационной камеры ионизирующими излучениями происходит ионизация воздуха. Положительные и отрицательные ионы под действием электрического поля приходят в движение. Сила ионизационного тока в камере обычно составляет доли микроампера. Для измерения таких слабых ТОКОВ применяются специальные усилительные схемы.
С помощью ионизационных камер можно регистрировать любые виды ядерных излучений.

65. Открытие радиоактивности. Естественная радиоактивность. Виды радиоактивного излучения.

Радиоактивность есть результат процессов, протекающих внутри атомов вещества.
Самопроизвольный распад атомных ядер радиоактивных элементов, встре чающихся в естественных условиях, называется естественной радиоактивностью.

Виды: - лучи, полностью ионизированный атом гелия, проходя через вещество, тормозиться за счет ионизации и возбуждения атомов и молекул, а также диссоциации молекул, в электрическом и магнитном поле отклоняются слабо.

- лучи, поток электронов, чтобы задержать бета – излучение, нужен слой металла толщиной 3 см, в электрическом и магнитном поле отклоняются сильно.

- лучи, коротковолновые электромагнитные излучения, проникающая способность гораздо больше рентгеновского излучения, не отклоняются.