Номер 3, страница 337 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 58. Регистрация ядерных излучений - номер 3, страница 337.

Условие.

3. Что представляет собой пузырьковая камера?

Решение.

Пузырьковая камера — это прибор для регистрации следов (треков) быстрых заряженных ионизирующих частиц. Она представляет собой сосуд, заполненный прозрачной жидкостью (например, жидким водородом, пропаном или фреоном), которая находится в перегретом состоянии. Это означает, что жидкость нагрета до температуры выше своей точки кипения, но не закипает из-за высокого давления, поддерживаемого в камере.

Принцип работы пузырьковой камеры следующий. В тот момент, когда через камеру должна пролететь исследуемая частица, давление в ней резко сбрасывается с помощью специального поршневого механизма. Перегретая жидкость становится метастабильной, то есть готовой мгновенно вскипеть при малейшем возмущении. Пролетая через жидкость, быстрая заряженная частица на своем пути ионизирует атомы среды, оставляя за собой цепочку ионов. Эти ионы становятся центрами парообразования (нуклеации), на которых начинают расти пузырьки пара. Таким образом, вдоль траектории частицы образуется видимый след — трек, состоящий из мельчайших пузырьков.

Трек существует очень короткое время (несколько миллисекунд), после чего давление в камере снова повышают, пузырьки схлопываются, и камера готова к следующему циклу. За время существования трека его успевают сфотографировать с нескольких ракурсов, чтобы впоследствии восстановить пространственную картину траектории частицы. Часто пузырьковую камеру размещают в сильном магнитном поле. В таком поле траектории заряженных частиц искривляются. По радиусу кривизны трека и направлению его изгиба физики определяют импульс частицы и знак её электрического заряда. Анализ фотографий, на которых видны столкновения, распады и рождения новых частиц, позволяет изучать фундаментальные законы микромира.

Пузырьковые камеры сыграли огромную роль в физике элементарных частиц с 1950-х по 1970-е годы, с их помощью было открыто множество новых частиц и явлений. В настоящее время они практически вышли из употребления, уступив место более современным и быстродействующим детекторам (например, проволочным и полупроводниковым).

Ответ: Пузырьковая камера — это детектор элементарных частиц, который делает видимыми траектории (треки) быстрых заряженных частиц. Её работа основана на образовании цепочки пузырьков пара в перегретой жидкости вдоль пути частицы, где та оставляет за собой ионы, служащие центрами кипения. Фотографируя эти треки в магнитном поле, можно определить характеристики частиц, такие как их импульс и заряд.