Презентација за физика на тема: „Експериментални методи за проучување на честички“. Презентација на тема физика на тема: „Експериментални методи за проучување на честички“ Презентација на принципот на работа со бројач на Гајгер

Презентација за физика на тема: „Експериментални методи за проучување на честички“. Презентација на тема физика на тема: „Експериментални методи за проучување на честички“ Презентација на принципот на работа со бројач на Гајгер

04.03.2022 Општо

Заврши: Андреј Андрејенко

Гомел 2015 година

Гајгер-Милер контра - измислен во 1908 година од Г. Гајгер, подоцна подобрен од В. Мулер, кој имплементирал неколку варијанти на уредот. Содржи комора исполнета со гас, поради што овој уред е наречен и детектори исполнети со гас.

Принципот на работа на мерачот Мерачот е волумен на испуштање гас со многу нехомогена

електрично поле. Најчесто се користат метри со коаксијално лоцирани цилиндрични електроди:

надворешниот цилиндар е катодата и конец со пречник од 0,1 mm испружен на неговата оска е анодата. Внатрешната или собирната електрода (анода) е монтирана на изолатори. Оваа електрода обично е направена од волфрам, кој произведува силна и униформа жица со мал дијаметар. Другата електрода (катода) обично е дел од метарската обвивка. Ако ѕидовите на цевката се стаклени, нејзината внатрешна површина е покриена со проводен слој (бакар, волфрам, нихром итн.). Електродите се наоѓаат во херметички затворен резервоар исполнет со малку гас (хелиум, аргон итн.) до притисок од неколку сантиметри до десетици сантиметри жива. За да може преносот на негативните полнежи во бројачот да се изврши со слободни електрони, гасовите што се користат за полнење на бројачите мора да имаат доволно низок коефициент на лепење на електрони (по правило, ова се благородни гасови). За да се регистрираат честички со краток опсег (α-честички, електрони), се прави прозорец во бројачот преку кој честичките влегуваат во работниот волумен.

а - крај, б - цилиндричен, в - во облик на игла, г - бројач со јакна, г - рамнина-паралелен

Гајгеровите бројачи се поделени на несамо-калење и само-калење

Коло за потиснување на надворешно празнење.

Во бројачите исполнети со гас, позитивните јони патуваат сè до катодата и се неутрализираат во негова близина, отстранувајќи ги електроните од металот. Овие дополнителни електрони може да доведат до друго празнење доколку не се преземат чекори за да се спречи и изгасне. Испуштањето во мерачот се гаси со вклучување на мерач на отпор во колото на анодата. Во присуство на таков отпор, празнењето во мерачот престанува кога напонот помеѓу анодата и катодата се намалува поради собирањето на електроните на анодата до вредности помали од оние потребни за одржување на празнењето. Значаен недостаток на оваа шема е малата временска резолуција, од редот на 10−3 секунди или повеќе.

Мерачи за самогаснење.

Во моментов, броилата што не се гасат ретко се користат, бидејќи се развиени добри мерачи за самогаснење. Очигледно, за да се запре празнењето во бројачот, потребно е да се отстранат причините што го одржуваат празнењето по минување на јонизирачка честичка низ волуменот на бројачот. Има две такви причини. Еден од нив е ултравиолетовото зрачење кое се создава за време на процесот на празнење. Фотоните на ова зрачење играат двојна улога во процесот на празнење. Нивната позитивна улога во самогаснење метар

Распространувањето на празнењето по должината на шалтерското влакно е исфрлање на фотоелектрони од катодата, што доведува до одржување на празнењето. Друга причина за појавата на секундарни електрони од катодата е неутрализацијата на позитивните јони на катодата. Во шалтер што работи нормално, испуштањето треба да се прекине при првата лавина. Најчестиот метод за брзо гаснење на испуштањето е да се додаде друг гас што може да го изгасне испуштањето на главниот гас што го полни мерачот. Мерач со такво полнење се нарекува само-гасне.

Облачната комора може да се нарече „прозорец“ во микросветот. Тоа е херметички затворен сад исполнет со водена пареа или алкохоли блиску до заситеност.

Облачната комора одигра огромна улога во проучувањето на структурата на материјата. За неколку децении, тој остана практично единствената алатка за визуелно проучување на нуклеарното зрачење. Во 1927 година, Вилсон ја доби Нобеловата награда за физика за неговиот изум.

Гајгеровиот бројач

Гајгеровиот бројач(или Гајгер-Милеровиот бројач) е бројач исполнет со гас на наелектризирани елементарни честички, чијшто електричен сигнал се засилува поради секундарната јонизација на волуменот на гасот на бројачот и не зависи од енергијата што ја остава честичката во оваа волумен. Измислен во 1908 година од Х. Гајгер и Е. Радерфорд, подоцна подобрен од Гајгер и В. Мулер.

Апликација за шалтер

Гајгеровиот бројач главно се користи за снимање фотони и y-кванти.
Бројачот ги регистрира речиси сите електрони што паѓаат во него.
Регистрацијата на сложени честички е тешко.

Меурска комора

Комората со меурчиња била измислена од Доналд Глејзер (САД) во 1952 година. Глејзер ја доби Нобеловата награда за неговото откритие во 1960 година. Луис Валтер Алварез ја подобри комората со меурчиња на Глејзер користејќи водород како прегреана течност. И, исто така, за да анализира стотици илјади фотографии добиени за време на истражувањето со помош на камера со меур, Алварез беше првиот што користеше компјутерска програма, што овозможи да се анализираат податоците со многу голема брзина.

Комората со меурчиња користи својство на чиста прегреана течност за вриење (формира меурчиња на пареа) по патеката на наелектризираната честичка. Презагреана течност е течност што е загреана на температура над нејзината точка на вриење за дадени услови.
Прегреаната состојба се постигнува со брзо (5-20 ms) намалување на надворешниот притисок. За неколку милисекунди, камерата станува чувствителна и може да открие наелектризирана честичка. По фотографирањето на патеките, притисокот се зголемува до неговата претходна вредност, меурите се „срушуваат“ и камерата е повторно подготвена за употреба

АПСТРАКТ

" Гајгер-Милер-бројач"

Принцип на работа

а) Бројач и преклопно коло.Гајгер-Милеровиот бројач, заедно со бројачот за сцинтилација, во повеќето случаи се користи за броење јонизирачки честички и, пред сè, честички и секундарни електрони генерирани под влијание на зраците. Овој бројач обично се состои од цилиндрична катода, во чија внатрешност се протега тенка жица по нејзината геометриска оска на изолатори, која служи како анода. Притисокот на гасот во внатрешноста на цевката обично е од редот на 1 З10 банкомат.

Шематскиот дијаграм за вклучување на бројачот е прикажан на сл. Напонот се испорачува на мерачот У, кој за најчесто користените бројачи достигнува 1000 V;отпорот е поврзан во серија со бројачот Р. Падот на напонот што предизвикува Ркога струјата поминува низ мерачот, може да се одреди со соодветен мерен уред. За оваа цел најчесто се користи засилувач за едноставни експерименти, може да се користи и жичен електрометар; Капацитет означен со точки линија СОја претставува вкупната капацитивност на колото поврзано паралелно со отпорот Р. Неопходно е да се обрне внимание на фактот дека секогаш има негативен напон на цилиндерот, бидејќи ако столбовите се погрешно поврзани, мерачот може да се направи неупотреблив.

б) Механизам за празнење.Дејството на опишаното коло значително зависи од вредноста на напонот У. При многу низок напон, јоните формирани во гасот помеѓу катодата и анодата под влијание на наелектризираните честички се движат кон електродите толку бавно што некои од нив успеваат да се рекомбинираат пред да стигнат до електродата. Но, на напон повисок од напонот на заситеност У 5, сите јони стигнуваат до електродите, и ако временската константа на колото е многу поголема од времето на собирање на јоните, тогаш, поради отпорот Р, се јавува пулс на напон еднаков на AU= = не/С, кој се намалува со текот на времето, како

/>. Во оваа област која се протега од У$ до тензија Уpt, бројачот делува како обична комора за јонизација.

Под тензија Упијачината на полето во непосредна близина на анодата станува толку висока што бројот на примарни јони произведени од јонизирачките честички се зголемува поради јонизација на ударот. Наместо чпримарните електрони пристигнуваат на анодата pAелектрони. Фактор на добивка на гас А,се зголемува со зголемување на напонот, во „пропорционалниот регион“ помеѓу УPlИ Горе1 не зависи од примарна јонизација; затоа, броевите на напонските импулси што се појавуваат, на пример, на отпорот A под влијание на силно јонизирачка b-честичка и една брза b-честичка ќе се однесуваат еден на друг како примарни јонизации на двете честички. Под тензија УСИдобивка А= јас, а на горната граница на оваа област може да достигне вредност од 1000 или повеќе. На повисок напон УР, добивка Аповеќе не зависи од примарната јонизација, така што импулсите што произлегуваат од слабо и силно јонизирачки честички се повеќе се изедначуваат. На Угл– праг напон, „контра плато“ или „Гајгерова област“ - сите импулси имаат речиси иста големина, без оглед на примарната јонизација. На напони повисоки од не многу јасно дефинираниот напон Уг2 , се појавуваат голем број лажни импулси кои на крајот се претвораат во континуирано празнење.

PAGE_BREAK--

Шематски дијаграм на вклучување на бројачот

Амплитуда карактеристика на мерачот во зависност од напонот

Бројачите опишани подолу работат во регионот Гајгер помеѓу Уг1 И Уг2 .

Многу сложениот процес на празнење во регионот на платото може да се опише приближно на следниов начин. Електроните генерирани за време на примарната јонизација создаваат густ облак од јони во непосредна близина на анодата како резултат на комбинираното дејство на ударната јонизација и фотојонизацијата од квантите на ултравиолетова светлина. Поради големата брзина на движење, облаците кои се појавија во овој облак слободни електрониза многу кратко времепаѓаат на анодата, додека при засилување на гасот од 1000 побавните позитивни јони сè уште малку се оддалечуваат од нивните места на потекло. Бидејќи позитивното просторно полнење се јавува директно околу жицата, јачината на полето таму е 10 ~ 6 секили помалку се намалува толку многу што јонизацијата на ударот станува невозможна, а електронската лавина веднаш завршува. Меѓутоа, во текот на IO-4 секпозитивните јони се движат кон катодата и обично таму формираат секундарни електрони кога се неутрализираат. Овие фотоелектрони се движат кон анодата и таму предизвикуваат нова лавина; Како резултат на тоа, може да се појават одложени испуштања или осцилирачко испуштање корона. Појавата на јони со негативни полнежи или метастабилни атомски состојби исто така може да предизвика такви пречки. Се верува дека бројачот на наелектризирани честички ја служи својата цел само ако е можно да се потиснат овие последователни празнења. За второто, потребно е или да се намали напонот на мерачот доволно долго по празнењето или да се изберат соодветни гасови за полнење на мерачот.

в) Испуштање на испуштање.Напонот на мерачот се намалува секој пат кога ќе се активира за одредена количина

Ако отпорност на истекување Лдоволно голем, тогаш опсегот е еднаков на pAe,се испушта толку бавно што напонот повторно ја достигнува прагот потребна за активирање на бројачот само откако ќе исчезнат сите позитивни јони; Само по ова мртво време бројачот повторно може да се смета дека е подготвен да ја брои следната честичка. Од експериментите е познато дека, на пример,

Само-гасечки бројачи кои произведуваат импулси на празнење кои траат само неколку десет илјадити дел од секундата , добиени со полнење на броилата со полиатомски гас, како што е метан, или со додавање таков гас на благороден гас, ако вториот се внесува во мерачот. Овие гасови очигледно добиваат енергија од интерферентни јони или метастабилни атоми на благороден гас при дисоцијација; затоа, практично не се појавуваат нови електрони и не се случуваат пречки после празнења. Бидејќи гасот за гаснење постепено се распаѓа главно поради дисоцијација, таквите цевки за броење стануваат неупотребливи по испуштањето на IO7-IO9.

г) Карактеристики на мерачот.За да го проверите квалитетот на бројачот, пронајдете ја количината Ннапонски импулси кои произлегуваат од отпорот Рсо постојано зрачење на мерачот во зависност од напонот на броилото У. Како резултат на тоа, карактеристиката на мерачот се добива во форма на крива прикажана на сл. Напон У", при што почнуваат да се забележуваат првите импулси зависи од прагот на напонот на мерниот уред што се користи, кој во повеќето случаи изнесува неколку десетини од волтот. Штом висината на пулсот ја надмине прагот, таа ќе се брои и со дополнително зголемување на напонот Нтреба да остане константна бидејќи напонот дополнително се зголемува до крајот на Гајгеровиот регион. Ова, се разбира, не функционира совршено; напротив, како резултат на појавата на поединечни лажни празнења, платото има повеќе или помалку изразено мазно издигнување. Во метри кои работат во пропорционалниот регион, можно е да се добие речиси хоризонтално плато на карактеристиката.

Следниве барања важат за добри шалтери: платото треба да биде што е можно подолго и изедначено, т.е., ако областа помеѓу Уг, И Уг2 треба да биде еднаква на најмалку 100 V, тогаш зголемувањето на бројот на импулси треба да биде не повеќе од неколку проценти на секои 100 Втензија; карактеристиката мора да биде непроменета долго време и во доволен опсег независен од температурата; Чувствителноста за честички треба да биде практично 100%, т.е. Секоја контра-честичка што минува низ чувствителните простори мора да биде регистрирана. Пожелно е мерачот да има низок праг напон и да произведува големи напонски импулси. Подолу ќе разговараме подетално за степенот до кој овие квалитети на бројачот зависат од полнењето, видот и обликот на електродите и преклопното коло на бројачот.

Продолжување
--PAGE_BREAK--

Б) Производство на броила

а) Општи одредби.Потребна е голема грижа и чистота при изработката на метри; на пример, мали дамки прашина, или фрагменти од електроди, или мали количини странски гасови, како што е водена пареа, веќе може да го направат мерачот неупотреблив. Но, дури и кога овие барања се исполнети, не секој бројач е успешен, па во зависност од различни околности, броењето на честичките може да се случи со поголема или помала грешка. Важна улогаЗа време на производството на мерачот, важно е отсуството на прашина и темелно чистење на електродите. Истаклена цевка за маснотии Идруги загадувачи и добра технологија за вакуум. За да може цевката да има долг работен век, гасот за полнење мора постојано да се одржува чист. За таа цел, најдобро е да се користат стаклени цевки со споени електроди, кои можат подобро да се варат во вакуум. Бидејќи понекогаш е невозможно да се избегнат спојниците за лепак, потребно е барем да се користи лепило со низок притисок на пареа Инезначителна растворливост во органски гасови додадени на гасот за полнење за да се изгасне испуштањето.

Бројачите опишани подолу, на соодветен напон, можат да работат како пропорционални бројачи ако меѓу цевката за броење и уредот за броење е поврзан линеарен засилувач со доволно голема засилување.

б) Полнење со гас. 1) Притисок на гас. Просечната специфична јонизација со брзи електрони за повеќето гасови е приближно 20 до 100 јонски парови на цмкилометражата при атмосферски притисок; тој е обратно пропорционален на притисокот. За да може таков електрон да има должина на патека од приближно 2 цмверојатно формирал барем еден пар јони во бројачот Ина тој начин би активирал сигнал во мерачот, потребен е минимален притисок од приближно 50 ммХг чл. На ова ниво најчесто се поставува горната граница на притисок; при повисоки притисоци работниот напон на мерачот би требало да биде превисок.

2) броила што не се гасат. Кај броилата што не се гасат, со избирање на соодветен гас за нивно полнење и соодветните параметри на колото, можно е мртвото време да се доведе до вредност помала од 10-4 сек.Успешните полнила се благородни гасови, кои, се разбира, не мора да бидат исклучиво чисти; подобро е да им се додаде одредена количина на друг гас за да се елиминираат метастабилните состојби на атомите на благородниот гас што се појавуваат по испуштањето.

Специфичната јонизација на хелиумот е многу мала, затоа треба да се користи при притисок од најмалку 200 ммХг чл.; хелиумот може да се користи до атмосферски притисок; затоа е погоден за шалтери со многу тенки прозорци. Работниот напон дури и при атмосферски притисок е околу 1100 В.Особено погодни гасови се аргонот и неонот, кои имаат висока специфична јонизација и релативно низок работен напон. Додавањето до 10% водород се покажа исклучително успешно, а мала количина на пареа на жива може да ги елиминира метастабилните состојби; но треба да се избегнува додавање на кислород поради опасност од формирање на негативни јони на катодата. Ако јаглерод диоксид се користи како полнење, формирањето на негативни јони може да се избегне со додавање на CS2 на него. Негативните јони се појавуваат во големи количини во воздухот, па затоа не е погоден за полнење на метри. Сите гасови мора темелно да се исушат, бидејќи негативните јони особено лесно се формираат во водена пареа. Треба да се избегнуваат и органски испарувања; тие можат да се појават, на пример, кога се користи лепак.

Аргон со додавање на неколку проценти CO2 и, особено, чист метан, кој при атмосферски притисок бавно и континуирано тече од челичен цилиндар преку вентил за намалување на притисокот во метарска цевка изолирана од воздух, се користи како гас за полнење во пропорционална метри.

3) Мерачи за самогаснење. За само-гасливи бројачи, мртвото време е обично неколку десет илјадити делови од секундата. За производство на висококвалитетни мерачи за самогаснење, неопходно е и полнењето и гасот за гаснење да бидат многу чисти, бидејќи дури и мала контаминација може да го наруши процесот на гаснење.

Најчесто користен филер е мешавина од аргон и 5-10% етил алкохолсо вкупен притисок од околу 100 ммХг чл. Колку е поголема содржината на алкохол, толку е помалку мазно метарското плато. Траги од водена пареа или воздух, како и мало загадување со азот, доведуваат до влошување на платото. Во присуство на алкохолна пареа, поради нивното дисоцијација под влијание на празнења, платото на бројачите се влошува со текот на времето, а работниот напон се зголемува. Добри бројачи Вво сплотени стаклени цевки, по испуштањето на IO8–10" тие не успеваат и мора повторно да се полнат. Мерачите направени со органски лепак се уште помалку стабилни. Бидејќи таквите мерачи не можат да се калцинираат, оставајќи ги на вакуумска пумпа, низ нив се пропушта празнење 1 – 2 дена во почетокот се полнат само со алкохолна пареа така што површината на лепилото е заситена со алкохол само во следните денови.

Покрај алкохолот, како нечистотија за гаснење може да се користат и голем број други органски гасови или пареи, на пример, метилал 2), формично-етил етер, метан, ксилен, јаглерод тетрахлорид, сулфурен етер, етилен итн. Работниот век на броилата, во зависност од својствата на пареите вклучени во полнењето, се движи од 10" до IO9 празнења. Метанот може да се користи и како независно полнење на броилата.

Со дијаметар на анодна жица од 0,1, притисокот на гасот е од 50 до 120 ммХг чл. напонот на прагот се движи помеѓу 800 и 12U0 V,ако мерачот користи испарувања на органски материи како гасови.

Од диатомските гасови, само халогените можат да се користат како додаток за гаснење за благородни гасови; овој додаток треба да биде само неколку илјадитинки, бидејќи во спротивно ќе се формираат негативни јони, што ќе го наруши процесот на гаснење. Бидејќи халогените молекули не се распаѓаат, работниот век на бројачот не е ограничен во овој поглед. Според Либзон и Фридман, неонот е особено погоден за полнење шалтери, кој се додава во мешавина од четири дела аргон со еден дел хлор во количина од 0,1–1%. Со вкупен притисок од 200 до 500 ммХг чл. Работниот напон се движи од 250 до 600 В.Аргон со додавање на неколку илјадити бром или неоп со хлор, исто така, дава низок праг напон; сепак, платото во овој случај е помалку добро.

Продолжување
--PAGE_BREAK--

в) Катоди.Бакарот е најсоодветен материјал за катоди; покрај тоа, може да се користат графит, сребро, злато и платина; Тие се користат, особено, во стаклени шалтери во форма на тенки премази. Може да се користат и нерѓосувачки челик и месинг. Металните цевки се добро полирани внатре и темелно се чистат со алкохол или ацетон пред инсталацијата. Металите вклучени на струг или полиран покажуваат спонтана емисија на електрони веднаш по обработката, која постепено исчезнува. Затоа, се препорачува механички обработените катоди да се загреат пред да се состави мерачот или да се остават во воздух 24 часа.

За сигурно чистење на бакарните катоди, особено во броилата што не се гасат, се користи мешавина од еднакви делови од 50% азотна киселина и 90% сулфурна киселина, која се разредува со 5-10 делови вода. По обработката со овој состав, катодата се мие 5-10 пати со вода, и на крајот со дестилирана вода; потоа загрејте ја цевката околу 2 часа во висок вакуум на температура од 350–400 ° C. Ако филер содржи мешавина од водород, тогаш бакарните катоди се редуцираат во водород; ако кислородот е постојана компонента на полнењето, тогаш исчистените катоди, по интензивно загревање во воздух или кислород, се покриени со тенок филм од оксид. Исто така, се препорачува да се загрева во атмосфера на азот оксид додека не се формира филм кој е обоен во темно виолетова боја.

Некои метали, како што се алуминиумот и олово, понекогаш тешко се користат како катодни материјали. Но, ако, и покрај ова, тие сè уште треба да се користат, тогаш внатрешноста на цевката е покриена со аквадаг или тенок слој од бакар, депонирајќи го со испарување во вакуум. Ако е потребно лемење на месинг приклучоци во алуминиумска цевка, тогаш краевите на цевката се обложени со бакар.

Оптималната чувствителност на бројачот за проучување на иглите на Х-зраци се постигнува со тоа што дебелината на ѕидот на катодата е приближно еднаква на должината на патеката на секундарните електрони во даден материјал. Чувствителноста на бројачот за зрачење, т.е. пропорцијата на квантите што ги брои бројачот во однос на сите кванти што влегуваат во бројачот зависи од материјалот на катодите и од енергијата на зрачењето. Чувствителноста на алуминиумските катоди се намалува од 2% при енергија од 10 кидо околу 0,05% на 100 енергија киа потоа повторно се зголемува за 1,5% на 2,6 Aiae. Чувствителност на бакарни или месинг броила на 10 kab и 2,6 Мевприближно исто; неговиот минимум е помеѓу 200 и 300 кии изнесува околу 0,1%. Катодите направени од тешки метали, како што се олово или злато, имаат чувствителност што се намалува нерамномерно од 3-4% на 10 кина околу 0,8% на 600 ки,а потоа повторно се зголемува на 2% на 2,6 Мав аноди.Најдобро е да се користи волфрамска жица со ист дијаметар по целата должина како аноди. Можете исто така успешно да користите жици направени од други метали, како што се kovar, нерѓосувачки челик и обичен челик. Бидејќи работниот напон се зголемува со зголемување на дијаметарот на жицата, неопходно е да се користи најтенката можна жица: долната граница на дијаметарот е околу 0,08 mm;со дијаметар поголем од 0,3 мм,веќе нема добро плато.

За спојување на жицата во стаклениот ѕид на мерачот или во стаклениот изолатор, соодветните делови од жица со дебелина од 0,5-1 се заваруваат на двата краја на жицата со заварување на место. ммза спојување во стакло. Пред инсталацијата во мерачот, жицата мора темелно да се исчисти; Во никој случај не треба да ја допирате жицата со прстите. Подобро е сето тоа да се калцинира во висок вакуум или во водородна атмосфера. Ако дизајнот на мерачот е таков што двата краја на жицата излегуваат нанадвор, тогаш жицата се калцинира веднаш пред да се наполни мерачот со гас. За да се добие одредена ефективна должина на анодата, двата краја на жицата се затворени во тенки стаклени капилари или во метални иглички кои малку излегуваат во катодата; жицата може да биде ограничена во должина со помош на споени стаклени мониста или стаклени шипки.

Кај пропорционалните бројачи, за да се спречат мали празнења кон анодата по површината на изолаторот, се препорачува да се опкружи влезот на анодата со заштитен прстен, чиј потенцијал е константен и приближно еднаков на потенцијалот на анодата.

Стаклен бројач

д) Облик на метри.Подолу се дадени упатства за правење шалтери сами.

1) Димензии. Бројачите можат да бидат многу различни по форма и големина, што се објаснува со широката разновидност на нивните апликации. Во повеќето случаи, се користат метри со дијаметар на катодата помеѓу 5 и 25. мми анодни жици со должина од 2 до 20 Cjh; Кога се проучуваат, на пример, космичките зраци, се користат многу подолги бројачи. Во принцип, должината на бројачот треба да биде многу пати поголема од неговиот дијаметар. Бидејќи мртвото време на бројачот се зголемува приближно пропорционално на квадратот на дијаметарот на катодата, подобро е да се користат неколку бројачи со мал дијаметар поврзани паралелно наместо еден бројач со голем дијаметар; на пример, наместо бројач од еден метар со дијаметар од 3 цмможете да користите комплекс од седум бројачи, секој со дијаметар од 1 цм,кои се споени во една стаклена цевка и имаат заедничко полнење со гас. Во многу долги само-калење метри, може да се добие пократко мртво време ако анодната жица се подели на неколку делови со спојување на мали стаклени зрна со дијаметар од приближно 0,5 мм.

Влегување во метален метар со залемен метален приклучок, стаклен изолатор и метална основа.

Мерач на течност

2) Стаклени шалтери. Наједноставниот бројач за стакло е прикажан на сл. Катодата е тенкоѕидна метална или јаглеродна цевка споена во стаклена цевка, со краеви добро заоблени или малку закривени нанадвор; Можете исто така да нанесете тенок слој од метал на внатрешните ѕидови на стаклена цевка користејќи вакуумско испарување или хемиско таложење. Особено, за оваа намена се погодни и тенки графитни слоеви, кои се добиваат со нанесување на слој од аквадаг. Пред да нанесете метални или графитни слоеви, неопходно е многу темелно да се исчисти стаклената цевка со раствор од калиум дихромат во сулфурна киселина или друго слично средство за чистење, бидејќи е неопходно слојот добро да се залепи на стаклото; во спротивно, ако малите филмови се одделат од слојот, бројачот брзо ќе стане неупотреблив. Поврзувањето со катодата е направено во форма на тенка жица споена во стаклена цевка. За мека стаклена цевка со сода со дебелина на ѕид помала од 0,8 ммграфитниот слој може да се нанесе на надворешната страна на стаклена цевка: спроводливоста на тенките слоеви стакло е доволна за да овозможи струјата да помине низ ѕидот.

Бројач со тенко дно од мика

Бидејќи повеќето катоди, веќе под влијание на видливата светлина, испуштаат мала количина на фотоелектрони кои го движат бројачот, неопходно е внимателно да се заштитат бројачите со екрани од дејството на светлосните зраци за време на мерењата. Најдобро е да се премачкаат стаклени навлаки со лак отпорен на светлина, добро изолиран лак или церезин, во кој се додава непроѕирна боја, растворлива во масти. .

Продолжување
--PAGE_BREAK--

3) Метални шалтери. Наједноставниот начин е да се направи метар од метална цевка, чии два краја се затворени со добро наместени изолатори залепени со пицеин или, ако тие ќе работат на висока температура, аралдит. Во изолаторите во центарот се поставени месингани иглички издупчени по должина со дебелина од 3 до 4 ммсо добро заоблени рабови, испакнати неколку ммвнатре во цевката. Анодната жица се влече низ дупките во игличките и се леме на нивните надворешни краеви. Дополнително, во еден од изолаторите е вградена тенка стаклена цевка за пумпање и полнење на мерачот. Ебонитот лесно ослободува гас, што брзо го прави мерачот неупотреблив; затоа, таквите изолатори треба да се користат само во тиеслучаи кога работниот век на мерачот не е важен. Подобро е да се користат плексиглас, Тролитул и слични материјали; сепак, посоодветни материјали за изолатори се стакло или керамички материи како што се порцелан, сапунски камен и сл. За стаклени изолатори, употребата на лепак може да се избегне со користење на стаклени цевки со метални цевки споени на нив. Овие стаклени цевки може да се залемат со нивните метални краеви во месингани приклучоци што го завршуваат металниот метар. Анодната жица се спојува на ист начин како кај стаклените цевки. На сл. Дополнително, прикажана е метална основа прикачена на мерачот, со игла за приклучок за поврзување со заштитениот кабел што води до засилувачот. Керамичките изолатори може да се обложат со бакар околу рабовите и да се залемат на метални катоди.

4) бројачи со тенкоѕидни честички. Поради незначителната продорна способност на честичките за нивнитеистражувањето бара бројачи со многу тенки ѕидови. б-честички со енергија 0,7 Мевне повеќешутна низ стакло илидебелина на алуминиум 1 ммилипреку бакар дебели 0,3 мм.Со дијаметар на цевка од 10 пред 15 ммповеќестаклените шалтери може да се испумпуваат Иалуминиум , ако ѕидот е многу подеднаков по дебелина. Тенките алуминиумски цевки најдобро се прават од дуралумин, додека густите прирабници може да се зајакнат на краевите на цевката за да се зголеми стабилноста. Ако полначот за гас содржи халогени, тогаш се препорачува да се вметне спирала од нерѓосувачки челик речиси блиску до нејзините ѕидови како катода во стаклена цевка со тенкоѕидни ѕидови; спиралата мора да има чекор еднаков на неколку мм,и се состои од три паралелни жици.

Мерач за проучување течности е прикажан на сл. Стаклена цевка со тенки ѕидови се спојува со надворешната стаклена цевка на мерачот, така што течноста може да се внесе во тесниот интерстицијален простор помеѓу цевките. Во овој случај, течноста треба да го пополни овој простор до горниот крај на цевката за мерење . За да се зголеми ефикасноста на броењето нискоенергетски електрони, неопходно е да се има многу тенок прозорец во бројачката цевка, на пример од лист од мика, како што е прикажано на сл. Фолијата од мика се става на загреана прирабница, рамномерно подмачкана со лепак, монтирана на крајот од метарската цевка и се притиска со топол метален прстен, исто така подмачкан со лепак. Прозорец од мика со дијаметар од 20 до 25 ммстабилна до дебелина од приближно 2 до 3 mg/cm2 , тие. заокружена 0,01 мм.Дебелина на жица 0,2 мме фиксиран во мерачот само на едниот крај; директно зад прозорецот завршува во стаклена мушка со дијаметар од 1–2 мм.

Стаклениот прозорец може да се изработи со дебелина од 10 до 15 mg\cmГ. За таа цел, стаклената цевка се загрева од споениот крај во должина од 1–2 цмречиси целосно не омекне; тогаш неговиот стопен крај се загрева многу силно и воздухот се вовлекува во цевката што е можно побрзо за да ја добие формата прикажана на сл. Внатрешниот дел на цевката е споен со надворешниот ѕид; тогаш цевката се откинува приближно на местото прикажано на сликата со испрекината линија, а работ на цевката се топи.

Изработка на тенок стаклен прозорец

Б) Засилувачи за метри

а) Влезно коло.Да се регистрира и брои бројот на напонски импулси што се појавуваат на отпорот Рбројач, развиени се голем број шеми, од кои само некои од наједноставните ќе бидат опишани овде.

Во само-гасливи бројачи, импулсите се доставуваат до мерното коло или директно или преку предзасилувач, кој во наједноставен случај се состои од една пентода или две триоди со резистивно-капацитивно спојување помеѓу фазите. Импулсите што влегуваат во колото се претвораат во импулси еднакви по големина и форма. За таа цел, на пример, тиратрон може да се користи во колото за активирање во кое кондензаторот СЗсе испушта низ тиратронот штом напонот на мрежата под влијание на позитивни импулси го надмине блокирачкиот напон. Негативниот блокирачки напон обично е приближно 5% од напонот на анодата; За да се обезбеди сигурно гасење, напонот на мрежата е поставен 5-10 пати пониско од напонот за исклучување на тиратронот. Тиратроните исполнети со хелиум имаат време на одговор од околу 10 ~ 5 сек,а на наполнетите со аргон им треба малку подолго време.

Продолжување
--PAGE_BREAK--

Тиратроните се многу скапи, па затоа во повеќето случаи, особено кога е потребна висока резолуција, се користат тригери на вакуумските цевки. Пример за ова

уредот е прикажан на сл. И двете триоди имаат заеднички отпор во катодното коло; во стабилна состојба, струјата тече низ првата триода , додека втората триода е заклучена со негативен напон на мрежата во однос на катодата. Негативен пулс од бројачот, засилен со првата триода, се применува во позитивен поларитет на решетката на втората триода и ја отклучува светилката. Првата триода, поради катодното спојување, е заклучена и останува во оваа состојба додека позитивниот полнеж на капацитивноста во второто мрежно коло не тече низ отпорот на истекување, како резултат на што колото се враќа во својата стабилна состојба. Ова се случува за секој изброен пулс чија вредност ја надминува прагот за приближно 1 V;на анодата на втората триода има негативен правоаголен пулс од 50vi со времетраење од 100 µsecслужи за контрола на колото за конверзија. Најдобро е да користите двојни триоди од типот 6SN71 како цевки за засилување во ова коло, сепак, можете, се разбира, да ги користите соодветните поединечни триоди.

Слично коло, кое истовремено служи како коло за амортизација, е прикажано на сл. Овде, во стабилна состојба, струјата тече низ втората светилка додека првата светилка е затворена.

Влезен мултивибраторско коло

Пулс од бројачот преку кондензатори со капацитет од 0,001 МКФи 27 пфпристигнува до решетката на втората светилка и води до „превртување“, така што на анодата на првата светилка се појавува негативен правоаголен пулс од приближно 270 V, кој се испорачува како пулс за гаснење до филаментот на мерачот преку кондензаторот за спојување. , како резултат на што неговиот напон паѓа на нула. Времетраењето на правоаголните импулси е прилагодливо во опсег од 150–430 µsecкористејќи променлив отпор 5 Мајка.Негативниот пулс за контролирање на последователното конверзивно коло се отстранува од делителот на напон во анодното коло на првата светилка, додека позитивниот пулс од делителот на напон на втората светилка се користи за контрола на механичкиот бројач.

Влезно коло како коло за гаснење

Според Ф. Дросте, на дијаграмот прикажан на сл. можете да направите и амортизерско коло ако катодите на мерачот не се заземјени, туку се поврзани со анодата на влезната светилка; на овој начин се добива пулс на амортизација од најмалку 200 В.

б) Кола за конверзија и механички бројачи.За броење импулси се користат конвенционални електромеханички бројачи. Меѓутоа, за да се совпадне отпорот на бројачот со излезниот отпор на завршната цевка на засилувачот, потребно е да се зголеми бројот на вртења на серпентина, така што неговиот отпор е неколку илјади омНајлесно е да се користи телефонски метар за оваа намена, во кој серпентина со релативно мал број вртења се заменува со калем со број на вртења од 5000 до 10.000 Мерачот, заедно со кондензатори со капацитет од 0,01 до 0,1, е вклучено во анодното коло на тиратрон или излезна светилка, чија моќност е доволна за работа на мерачот. Позитивниот пулс од делителот на напонот во претходното коло се напојува до тиратронот, додека терминалната триода или хептодата исто така може да се контролира со негативен пулс ако мирувачката струја на овие светилки е избрана на таков начин што арматурата на мерачот се привлекува во мирување и се ослободува кога ќе се појави пулс.

Поради релативно големата инерција на механичките бројачи, значителни погрешни пресметки се случуваат дури и при брзина на броење од околу 100 импулси во минута.

Механички броила со мала инерција може да се произведуваат само со големи трошоци. Многу е полесно да се постигнат сигурни резултати ако вклучите коло за конверзија пред бројачот, што го пренесува, да речеме, само секој втор пулс до механичкиот бројач. Ако го вклучите во серија чтакви кола, тогаш само секој 2n пулс ќе пристигне на механичкиот бројач. На сл. Дадени се две широко користени шеми за конверзија. Колото што го користи принципот на симетричен мултивибратор има, за разлика од асиметричните кола прикажани на сл. две стабилни состојби во кои, според околностите, едната светилка е затворена додека другата спроведува струја. Двојните диоди се вклучени во колото за да се отсечат позитивните импулси. Нивните катоди се под потенцијалот на анодите на светилките за активирање, така што филаментот на загреаните катоди на овие диоди мора да се напојува од посебен извор. Негативен пулс се применува на анодата само на затворената триода. Потенцијалот на анодата на другата триода е значително помал од потенцијалот на катодата на диодата и поминува низ изолациониот кондензатор до мрежата на отклучената триода . Оваа триода е исклучена, а колото оди во втора стабилна состојба, во која останува додека не пристигне следниот пулс за броење. Неколку такви предизвикувачи се поврзани во серија како што е прикажано на сликата. Поставувањето на нулата на колото за повторна пресметка се врши со прекинување на клучот наведен во дијаграмот за кратко време со зборот „нула“. Така, пред да започне броењето, вторите сијалички за активирање се отворени. На неонски светла Г.Л., поврзани со анодите на првите светилки за активирање, нема напон. На првиот пулс, струја поминува низ првата светилка од првиот активирач, свети неонската светилка „1“, но позитивниот пулс што произлегува од втората анода не се пренесува на вториот активирач. Со вториот пулс, првото активирање се враќа во почетната состојба, неонската ламба „1“ се гаси, негативен пулс на втората анода предизвикува превртување на вториот активирач и свети неонската ламба „2“.

Дозволете ни да ги доделиме броевите 1, 2, 4, 8, 16 итн. на неонските светилки со последователни активирања. Тогаш вкупниот број на примени импулси на влезот на колото за броење ќелии, чија последна ќелии го контролира механичкиот бројач преку последната светилка, ќе биде еднаков на отчитувањето на овој бројач помножено со 2" плус бројот прикажан со запалените неонски светилки. Така, на пример, ако првото, четвртото и петтото светло се вклучени, тогаш треба да го додадете бројот 25.

Шема за конверзија

Едноставни десетдневни кола за броење може да се состават и од комерцијално достапни специјални броење светилки, како што се ElT1dekatron, trachotron или EZh10.

в) Индикатор за просечна вредност.Може да добиете отчитување пропорционално на просечниот изброен број на импулси по единица време ако, на пример, ја измерите просечната струја на анодата на тиратронот во колото прикажано на сл. Инерцијата на уредот, која е неопходна за намалување на струјните флуктуации поврзани со статистичката распределба на импулсите, може да се добие ако галванометар со сериски поврзан отпор од неколку comбајпас со голем кондензатор со најголема можна отпорност на изолација. Овој уред е калибриран во imp\minсо споредување на неговите читања со отчитувањата на колото за конверзија. Дополнително, обезбедени се голем број на кондензатори Вс, C4 и отпори Рссо различни големини, кои може да се вклучат по желба со помош на прекинувач. На овој начин можете да ја промените областа

Продолжување
--PAGE_BREAK--

мерења во широк опсег. Ако наместо тиратрон се користи конвенционална излезна цевка, тогаш мора да се компензира анодната мирувачка струја што тече низ галванометарот. Други шеми за броење на просечниот број пулсирања во минута може да се најдат во литературата.

г) Стабилизација на напонот.За точни мерења, напонот на мерачот мора да се одржува колку што е можно константен. Ова се прави, на пример, со стабилизирање на низа мали светилки за празнење поврзани во серија, кои трошат малку струја. Мерачниот засилувач често работи задоволително и со нестабилизиран напон; сепак, подобро е да се стабилизира неговиот напон на анодата.

Г) Статистички грешки и нивна корекција

а) Статистички грешки.Ако за одредено време се пресметува Нимпулси, тогаш просечната статистичка грешка на овој резултат е ±Х ~ Н.Поради присуството во животната срединакосмички зраци и радиоактивност, секој бројач, дури и во отсуство на извор на зрачење, дава мала позадина . Оваа позадина може значително да се намали со заштитување на мерачот од сите страни со слој од олово или железо дебел неколку сантиметри. За секое мерење, позадината мора однапред да се одреди. Ако за исто време во присуство на извор на зрачење се пресметува Нимпулси, и без тоа Нпулсира, тогаш ефектот на зрачење е Н– Нимпулси, а просечната статистичка грешка на оваа вредност е

б) Корекција за ограничена резолуција.Ако најинерцијалниот елемент на уредот за броење има време на резолуција ч секунди и просечната стапка на броење е Н"им/сек,тогаш вистинската просечна стапка на броење

Затоа, на пример, со просечна вредност Н" = = 100 imp/secи време на резолуција = 10~s секпогрешната пресметка е 10% од вкупниот број пулсирања.

„Неутрино“ - Нагоре ?L=до 13000 km?. P(?e??e) = 1 – sin22?sin2 (1,27?m2L/E). 5. 13 мај 2004. ??. стр, Тој... Второ Марковско читање 12 – 13 мај 2004 година Дубна - Москва. Неутрино осцилации. 2-?. ?. Атмосферски неутрина. С.П. Михеев. С.П. Михеев ИНР РАС. Што сакаме да знаеме? 3. Симетрија нагоре/надолу. ?е.

„Методи за снимање на елементарни честички“ - Траги од елементарни честички во фотографска емулзија со дебел слој. Методи за набљудување и евидентирање на елементарни честички. Просторот помеѓу катодата и анодата е исполнет со специјална мешавина на гасови. R. Емулзии. Метод на фотографски емулзии со дебел слој. 20-ти Л.В.Мисовски, А.П.Жданов. Блицот може да се набљудува и сними.

„Античестички и антиматерија“ - Треба да има еднаков број ѕвезди од секој вид во светот“, - Пол Дирак. Со постојаната еднонасочност на времето, односот на материјата и антиматеријата со простор-времето е различен, „поедноставување“ на Природата. Позитронот е откриен во 1932 година со помош на облачна комора. Побивање на теоријата на Дирак или побивање на апсолутната симетрија на материјата и антиматеријата.

„Методи на набљудување и снимање на честички“ - Вилсон Чарлс Томсон Сл. Просторот помеѓу катодата и анодата е исполнет со специјална мешавина на гасови. Клипот. Регистрацијата на сложени честички е тешко. Катода. +. Вилсон е англиски физичар, член на Кралското друштво на Лондон. Вилсон комора. Користење на бројач. Стаклена чинија. Гајгеровиот бројач за празнење гас.

„Откривање на протонот“ - откритија предвидени од Радерфорд. Силина Н. А., наставник по физика, Општинска образовна установа Средно училиште бр. 2, село Редкино, област Твер. ја одредува релативната атомска маса хемиски елемент. Маса и број на полнеж на атомот. Наведен е бројот на неутрони во јадрото. Откривање на протонот и неутронот. Изотопи. Што се изотопи? Кон проучувањето на структурата на јадрото.

„Физика на елементарните честички“ - Во сите интеракции, барионскиот полнеж е зачуван. Така, Универзумот што не опкружува се состои од 48 основни честички. Кварковна структура на хадроните. Чедвик го открива неутронот. Антиматеријата е супстанца која се состои од антинуклеони и позитрони. Фермионите се честички со спин од половина цел број (1/2 ч, 3/2 ч....) На пример: електрон, протон, неутрон.

Во темата има вкупно 17 презентации

Слајд 1

Експериментални методи за проучување на честички. Гајгер шалтер Општинска образовна установа „СОУ бр.30 на град Белово“ Изведува: Валери Ворончихин, Антон Макареикин Ученици од 9 одделение „Б“ Водач: Попова И.А., наставник по физика Белово 2010 г.

Слајд 2

Гајгеровиот бројач Широката употреба на бројачот Гајгер-Милер се објаснува со неговата висока чувствителност, способноста за откривање на различни видови зрачење и компаративната едноставност и ниската цена на инсталацијата Бројачот бил измислен во 1908 година од Гајгер и подобрен од Милер. Чувствителноста на мерачот се одредува според составот на гасот, неговиот волумен и материјалот (и дебелината) на неговите ѕидови.

Слајд 3

Принцип на работа на уредот Гајгеровиот бројач се состои од метален цилиндар, кој е катодата, и тенка жица, анодата, која се протега по нејзината оска. Катодата и анодата се поврзани со изворот преку отпор R висок напон(200-1000 V), поради што во просторот помеѓу електродите се јавува силно електрично поле. Двете електроди се ставаат во запечатена стаклена цевка исполнета со редок гас.

Слајд 4

Ако напнатоста електрично полее доволно голем, тогаш електроните на средната слободна патека добиваат доволно висока енергија и исто така ги јонизираат атомите на гас, формирајќи нови генерации на јони и електрони кои можат да учествуваат во јонизацијата. Во цевката се формира електрон-јонска лавина, што резултира со краткорочно и нагло зголемување на струјата во колото и напонот во отпорот R. посебен уред.

Слајд 5