Лабораторная работа № 16
Тема: «Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям»
Цель работы: в работе требуется провести идентификацию заряженной частицы по
результатам сравнения ее трека с треком протона в камере Вильсона, помещенной в
магнитное поле.
Оборудование: готовая фотография двух треков заряженных частиц. I трек– протон, II –
частица, которую необходимо идентифицировать.
Для визуальной демонстрации использовать ресурс по ссылке:
http://moodle.pku.kz/course/modedit.php?update=18481&return=0&sr=0#
Ход работы
Методические указания:
1. Краткие теоретические сведения
Трек – видимый след, оставляемый заряженной частицей (или атомным ядром) в
веществе детектора частиц и воспроизводящий траекторию её движения.
Заряженная частица, двигаясь в нейтральной среде детектора (газ, жидкость,
твердое тело), вызывает за счет электромагнитных сил ионизацию (а также возбуждение
и поляризацию) атомов среды. При этом вдоль пути движения частицы появляются
свободные заряды (электроны и ионы).
В определенных условиях дорожку свободных электронов и ионов, созданную
пролетающей заряженной частицей, можно сделать видимой. Это осуществляется в так
называемых трековых детекторах. Способ формирования трека частицы зависит от типа
трекового детектора. Так в проявленных ядерных фотографических эмульсиях трек
формируется из мельчайших зерён металлического серебра, группирующихся вдоль
траектории частицы, где располагаются ионизованные атомы эмульсии, являющиеся
центрами образования фотографического изображения.
В камере Вильсона трек образуют мельчайшие капельки жидкости, а в
пузырьковой камере – мельчайшие пузырьки пара, центрами образования которых также
являются ионы, созданные пролетающей частицей. В искровой камере треком является
последовательность локальных искровых электрических пробоев, возникающих в
местах, где частица вызвала появление свободных зарядов. Толщина трека в ядерной
фотоэмульсии – тысячные доли миллиметра, в остальных трековых детекторах – десятые
доли миллиметра.
Рисунок 1 - Распад
→ 1H + 1H + 2H + π- на лету (фотоэмульсия)
Готовая фотография двух треков заряженных частиц: I трек– протон, II – частица,
которую необходимо идентифицировать показана на Рисунке 2.
Рисунок 2 - Фотография двух треков заряженных частиц
2. Oписание пpибоpа и метoда измеpений
1. Для визуализации используется симулятор, проект МОУ СОШ №4 г Корсаков
(Сенин В.Г.)
2. Открыть виртуальную среду для выполнения лабораторной работы
http://moodle.pku.kz/course/modedit.php?update=18481&return=0&sr=0#,
после
чего
откроется окно, показанное на Рисунке 3
Рисунок 3 – Заставка
3. Открыть вкладку «Ход работы» изучить краткую инструкцию по выполнению
лабораторной работы (Рисунок 4).
Рисунок 4 – Ход работы
4. Открыть вкладку «Эксперимент» для выполнения лабораторной работы
(Рисунок 5).
Рисунок 5 – Эксперимент
5. Согласно эксперименту необходимо измерить радиус кривизны I и II треков по
фото. Найти соотношение радиусов кривизны I и II треков Для выполнения
лабораторной работы необходимо зарисовать наблюдаемый опыт с соблюдением
пропорций измеренных радиусов.
6. Все ФОРМУЛЫ и РАСЧЕТЫ поместить после рисунка и Таблицы результатов
измерений
7. Рассчитать погрешность измерений по предпоследней формуле.
8. Оформить Вывод по проделанной работе: Проведя идентификацию
заряженной частицы методом сравнения ее трека с треком протона, определили, что
данная частица является….. (полученный результат с погрешностью).
9. Работу выполнить в тетради, сфотографировать, поместить в ворд и
прикрепить выполненную работу к порталу.
