La càmera de bombolles: el principi de funcionament, el circuit de dispositiu. Avantatges i desavantatges de la càmera de bombolles

De tornada a la meitat del segle 20 es va inventar la càmera de bombolles - un dispositiu que s'utilitza per controlar activament les micropartícules. En la seva major part s'ha utilitzat pels físics que van observar el microcosmos. Fins i tot avui en dia, malgrat l'enorme desenvolupament de la tecnologia i la disponibilitat de diversos sensors electrònics, els alumnes mostren fotografies de les partícules fetes usant les bombolles.

Sobre la forma en què hi havia una càmera

Com hem assenyalat anteriorment, en la meitat del segle 20, i apareix la invenció. I tot pel fet que els científics físics no podrien manejar per explorar les partícules carregades detectors existents. En aquell moment, tothom sabia el que un protó, neutró, electró i un positró. El 1950, per resoldre el problema compromès D. Glaser. Els científics estan tractant d'utilitzar reaccions tant químiques i físiques, elèctriques i de líquids, així com la conversió sòlid. Però va decidir quedar-se en un fenomen de líquid, per ser més precisos, en el principi de treball de la barreja de sobreescalfament. Els requisits bàsics que Donald presentat per a la seva invenció - una alta velocitat de resposta, el que permet capturar la partícula en la fotografia en el moment adequat. Per descomptat, la càmera de bombolles i la càmera de boira són una mica similars. No obstant això, hi ha algunes diferències, les quals, de fet, parlar.

La càmera de bombolles: el principi d'acció

El fluid de treball utilitzat com dietil èter, que tenia un avantatge com un preu baix. A més, es pot obtenir en forma pura sense cap dificultat. El fons és per escalfar aquest líquid a la temperatura d'ebullició (1400 graus Celsius) i després es va refredar a temperatura ambient. En aquest moment, es posa el material radioactiu, per exemple cobalt, a partir de llavors amb un interval d'aproximadament 60 segons, el fluid de treball es redueix. Un cop per minut era possible capturar el moviment de les partícules a la foto.

Tots mostren clarament Glazer utilitza dues càmeres, fet de vidre dur i ple d'èter. L'escalfament es porta a terme en un bany d'oli, i la pressió es pot reduir mitjançant la palanca. En aquest moment es posarà en marxa la càmera. La taxa mitjana va ser d'aproximadament 3000 per segon. Això va fer possible per capturar el moviment de les partícules en els gots. càmera de bombolles Posteriorment era una mica automatitzats, però el principi de funcionament segueix sent el mateix. Molt sovint es utilitzen un comptador Geiger, que permeten rastrejar l'aparició de la radiació.

La càmera de bombolles: el dispositiu

Ara anem a parlar una mica sobre el que és un present invenció. En la majoria dels casos, aquest recipient que té diverses finestres petites. Cambra plena d'un líquid especial i es col·loca en el camp magnètic. Sempre utilitzeu una pressió superior a l'atmosfèrica. A vegades es va utilitzar criòstat, que era necessari refredar un líquid (GC) de treball, bull a baixes temperatures. Immediatament abans de l'alliberament dels elements radioactius de l'accelerador es despressuritza a les cambres, i rep líquid sobreescalfat. Tot el que té una càrrega en el seu camí surt de les bombolles de líquid bullint. Per prou realització de la reacció només una fracció d'un microsegon. En un instant, les bombolles es van convertir en un ordre de magnitud major. Per il·luminar la llum i s'inclouen tres càmeres, amb la qual la visió estèreo.

La fase final de l'experiment

En l'etapa final es va dur a terme l'anàlisi complex i una trajectòria de caràcter carregat de partícules radioactives. Hi ha casos en què les fotos per al processament realitzat per uns dies, però els van tractar durant mesos. Quan s'obté una espiral, és indicatiu del pas d'un electró. L'anomenat "tap" va parlar de la presència de partícules neutres. En la majoria dels casos, sobre la base de les dades obtingudes de 3 imatges, curosament mesures de trajectòria de moviment elements. Si aconsegueix restaurar completament la imatge, que era possible crear una imatge tridimensional. Inicialment, això va ser fet pels científics, però un estudi d'aquest tipus podria portar anys. La situació va canviar amb l'arribada de les computadores, el que accelera enormement el procés.

Sobre els avantatges de la utilització d'aquest tipus de càmera

Com es va assenyalar anteriorment, el dispositiu d'acord amb el principi d'acció una mica com la invenció de Wilson. No obstant això, hi ha una sèrie d'avantatges. L'avantatge més important pot ser considerada com la velocitat d'operació, la qual cosa és molt probable que es pot fixar en el fenomen digne de menció fotografia.

Un altre avantatge resideix en el fet que a mesura que el fluid de treball utilitzat substàncies capaces de fluir que tenen una alta densitat. S'augmenta molt la probabilitat que passarà en l'esdeveniment esperat mitjà. Quina és l'avantatge de la càmera de bombolles, de manera que és que el cicle de la seva obra pren una mica de temps. Aquest paràmetre és simplement un requisit previ per a l'ús del dispositiu en els acceleradors de diversos tipus. Líquid sobreescalfat pot obtenir la suficient rapidesa, es necessita només per reduir la pressió en el sistema. Aquí, en principi, totes les principals avantatges d'aquest dispositiu.

Una mica sobre les deficiències

Com es va assenyalar al començament d'aquest article, ara només hi ha un gran nombre de diversos sensors electrònics, amb una alta precisió per trobar els objectes adequats a alta velocitat per seleccionar els elements que desitgi per determinar la seva imatge tridimensional. És en el subviratge són les principals desavantatges de la càmera de bombolles. Per regla general, la majoria dels resultats és d'interès científic, però per descartar innecessària a la foto, es pot arribar a alentir. Un altre desavantatge és que el dispositiu simplement no és possible posar en marxa a l'instant, en particular, això es deu a la inèrcia del fluid de treball, i altres paràmetres físics. En principi, les deficiències que ens vam adonar, anirem més lluny.

En l'aspecte tècnic

Durant l'ús d'aquest mètode de detecció de partícules carregades es va registrar poc més de 100 còpies de càmeres de bombolles. Durant aquest temps, s'utilitza una varietat de líquids, com ara heli, hidrogen, freó, xenó, propà i altres. El mateix s'aplica a la temperatura, que va començar i va acabar amb una unitat interior molt baix de xenó. "Gargamel" - l'última càmera de bombolles, el circuit no és fonamentalment diferent dels altres. Però a la seva habitació es va inundar amb prop de 18 tones de freó. Aquest dispositiu se li permet fer una gran obertura per als temps - la interacció entre els punts neutres. L'espècimen més gran tenien un diàmetre de 4,5 metres. Dispositiu dissenyat per funcionar amb hidrogen. Però el problema era el fet d'inventar nous boosters que van emetre feixos de partícules radioactives a alta velocitat, de manera que no hi ha càmeres de bombolles ja no hi són front.

Alguns punts importants

Val la pena parar atenció al fet que en l'actualitat les dades de la càmera no s'utilitza. Pràcticament tots ells han cancel·lat dels comptes, però com es va veure després, era una decisió prematura. El 2002, les noves partícules anomenades pentakvarty es van obrir usant bombolles. Però una vegada més això no és el resultat dels estudis del mateix any, i les imatges de prova unitaris obtinguts fa molts anys. Es diu que es pot trobar alguna cosa de mèrit del que s'ha fet en el passat.

D'altra banda, la potència de càlcul de la tecnologia moderna és tan alta que el processament de cada imatge deixarà molt poc temps. En principi, l'eficàcia d'aquest tipus de detector de traces és actualment bastant baix, per la qual cosa és aconsellable l'ús de no tenir-los, però una vegada que les dades experimentals poden ser útils en l'actualitat.

conclusió

Bé, això és tot el que es pot dir que una càmera d'aquest tipus bombolla. El dispositiu de circuit és molt simple, ja que tots enginyós. Val la pena dir unes poques paraules sobre l'eficàcia d'aquests aparells depèn en gran mesura de la seva grandària. Com més gran sigui l'ambient, més gran serà la possibilitat de descobrir alguna cosa útil. No obstant això, amb l'augment de mida augmenta el preu dels materials i el fluid de treball, que té un cost impressionant a gran escala. Ara vostè sap el que una càmera de bombolles, el principi es basa en el líquid sobreescalfat. Aquest efecte s'ha estudiat al llarg i ample, de manera que en l'actualitat es consideren per ser sensors electrònics més rellevants que superen en tots els aspectes.