V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Ukázka fotografického snímku bublinové komory. těchto iontech jakožto
na kondenzačních jádrech srazí přesycené páry dráha částice pokryje sledem drobných kapiček. Komora vložena magnetického pole, takže podle znaménka náboje dráhy částic
zakřivují vlevo (zde záporné částice) nebo vpravo (kladné částice).10.cz/DetekceSpektrometrie. Aby bylo možno
z pozorované dráhy odvodit kvantitativní parametry pohybu částice, pořizují stereoskopické snímky dráhy
dvěma fototopřístroji nasměrovanými pod vhodnými úhly.
Páry alkoholu, vznikající horké části komory, difundují studené části komory.: Vzduch komoře sám sobě obsahuje mnoho iontů nabitých prachových částic, které působily rušivě (snižovaly
kontrast nebo dokonce znemožňovaly zviditelnění stop); další ionty nabité částečky vznikají při vlastním měření. Páry
jsou neustále doplňovány kapkami přiváděného alkoholu (odpařuje horní části, kondenzovaný alkohol zezdola
odváděn), difundují proti směru teplotního gradientu, takže difuzní mlžná komora může ustáleném stavu
fungovat nepřetržitě.2. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
Prvním druhem detektoru, umožňujícím průběžně zviditelnit stopy průletu nabitých částic, byla Wilsonova
mlžná komora. určité části prostoru komory
vznikne pásmo, němž nastává stav přesycené páry, potřebný kondenzaci par iontech podél drah částic.
Obr. Proto se
vkládá mezi víka komory stejnosměrné napětí (řádu sto tisíc voltů) vzniklé elektrické pole vyčistí pracovní prostor komory
od rušivých nabitých částic.
Po fotografickém zachycení stop částic třeba uvést komoru výchozího stavu: provede zpětná komprese plynu
v pracovním válci, kapičky vypaří nebo stečou stěnách válce, pára stane opět nasycenou. Přesycené páry mají tendenci srážet formě kapiček (mlhy) jednak
na stěnách nádoby, jednak prachových částečkách iontech, které jsou plynu obsaženy tvoří kondenzační
jádra pro vznik kapiček. Poku nejsou kondenzační jádra přítomna (bezprašné prostředí válci), přesycené páry
vydrží určitou krátkou dobu bez kondenzace.2.
Bublinová komora pro detekci stop částic
je založena podobném principu jako mlžná komora, avšak zviditelnění ionizačních stop
http://astronuklfyzika.2008 12:15:06]
.
Projde-li takovým pracovním prostorem buď těsně před expanzí nebo během expanze nějaká nabitá částice, vytvoří
podél své dráhy množství iontů, které přitahují tím lokálně koncentrují molekuly páry.
Provedeme-li rychlou expanzi pracovního prostoru komory (na cca 1,2-1,4 násobek původního objemu), dojde
vlivem adiabatického rozpínání plynu válci poklesu teploty přítomné nasycené páry vzniklým ochlazením
pod rosný bod stanou parami přesycenými.htm (14 54) [15. tuhým kysličníkem uhličitým (dá použít opačný teplotní gradient).
Difuzní mlžné komory
Nevýhodou klasické Wilsonovy mlžné komory krátká citlivá doba registrace částic během pracovního cyklu. tvořena uzavřeným skleněným válcem naplněným plynem (třebas vzduchem) nasycenými
parami vhodných kapalin používají vodní páry příměsí par organických látek, nejčastěji alkoholu.RNDr. argonem.
Délka mlžné stopy její "sytost" charakteristická pro různé druhy ionizujících částic jejich energie. Primární částice (proton) urychlovače, přilétající
zleva, zanechává ionizační stopu pak srážkou produkuje další částice, nichž elektricky nabité zanechávají
opět ionizační stopy. Někdy se
prostor komory plní vzácnými plyny, např.
Pozn.2. Proto
byly vyvinuty typy mlžných komor pracujících nikoli cyklicky, ale kontinuálně difuzní mlžné komory. Pak provádí rekonstrukce sejmutých drah, jejich
přesné proměření vyhodnocení veličin charakterizujících pohyb interakce detekovaných částic. pracovním
válci této komory dosaženo vertikálního teplotního gradientu tím, horní deska komory zahřívá topným
tělesem, zatímco dno komory chladí např. Válec jedné straně opatřen pístem memmbránou, jejíž
posun umožňuje rychlou změnu objemu tlaku uvnitř válce. Při vhodném
osvětlení strany jsou ionizační dráhy dobře patrné jako světlé stopy temném pozadí dají takto fotografovat. Může pak nastat
nový pracovní cyklus expanze expozice komprese, což může periodicky opakovat.
Mlžná komora přesyceném stavu zůstává citlivá pro registraci drah částic pouze dobu desetin sekundy. Pro zjištění
elektrického náboje částic bývá mlžná komora umístěna silného magnetického pole vyhodnocuje zakřivení
drah částic
