Юный техник 1968-11, страница 60

ОКОНЦЕ В МИКРОМИР

В этом учебном году в физические кабинеты школ поступит новый прибор — камера для наблюдения следов альфа-частиц. Познакомьтесь с новым прибором — вы будете удивлены его простотой и оригинальностью

Камера Вильсона — один из самых знаменитых физических приборов XX века. Она получила известность не потому, что очень сложна, дорога или велика. Ее слава в другом: камера Вильсона — окно в микромир, благодаря ей физики впервые смогли наблюдать за полетом элементарных частиц.

Не подумайте, что речь идет о каком-то хитром способе, делающем частицы зримыми. Нет, просто для них создаются новые условия, в которых полет ионов не проходит незамеченным. Остается четкий след — линия, именуемая треком.

Условия, при которых это может происходить, создать не так уж трудно. Первое и главное — собрать в камере перенасыщенные пары. Затем нужен радиоактивный источник, испускающий заряженные частицы. Когда одна из них начнет двигаться через газ, она будет сталкиваться с его молекулами. Для них это не пройдет бесследно — после столкновения у молекул станет меньше электронов: они превратятся в ионы. За частицей протянется цепочка из них.

В этот момент в камере надо создать условия для конденсации перенасыщенных паров. Тогда на ионах образуются капельки жидкости. Появится трек.

Английский физик Вильсон изобрел свою камеру более полувека назад. Она была сложно устроена. За прошедшие годы ее намного упростили, сделали более надежной. Но, наверное, самое простое предложение в этом смысле сделал изобретатель Э. Н. Скурьят.

Размеры его камеры невелики — не больше чайного блюдца (см. рис.). В корпусе есть пластмассовое кольцо с двумя круговыми каналами. Оба канала соединены со штуцером, а он, в свою очередь, с резиновой грушей. На резиновой трубке груши имеются также зажим и переходник.

Рабочее пространство камеры находится между двумя прозрачными пластинами из органического стекла. Они очень тщательно соединены с корпусом — ведь нужна полная непроницаемость. Иначе излучение радиоактивного источника проникнет за стекло. Для создания в камере перенасыщенных паров используются смеси спирта, воды и ацетона.

...Вот мы взяли грушу и плавно сжали ее. Газы в камере «уплотнились». Затем резко отпустили грушу — произошло быстрое расширение и вследствие этого — охлаждение. Образуются перенасыщенные пары. Начинается конденсация.

Радиоактивный источник тем временем продолжает испускать альфа-ча-стицы. Если правильно настроить прибор, их полет обозначится белой линией.

Источник действует непрерывно, и в камере очень скоро может образоваться слишком много ионов. Они заполнят туманом весь объем. Тогда необходимо потереть сухой ваткой органические стекла. При этом на них образуется заряд статического электричества в несколько тысяч вольт. Да, да, в несколько тысяч. Не пугайтесь этого — сила тока на заряженных ничтожна. (Заряд высокого напряжения образуется также на стеклянной палочке, если ее потереть шелком. Это распространенный опыт в школе.)

Заряженные стекла создадут в камере электрическое поле, которое уберет ионы из рабочего пространства к стеклам. Остается только добавить, что происходящее в камере можно наблюдать на экране. Это легко сделать с помощью проекционного фонаря.