Спинтарископ своими руками
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
Для читателей, знакомыхъ съ теорiей атомнаго распада радiоактивныхъ элементовъ, будетъ интересно познакомиться съ инструментомъ, при помощи котораго можно легко и просто продемонстрировать излученiя радiя. Не смотря на то, что главный дѣйствующiй агентъ этихъ демонстрацiй — радiй, весь инструментъ стоитъ весьма дешево и вполнѣ доступенъ многимъ, тѣмъ болѣе физическимъ кабинетамъ средне-учебныхъ заведенiй, которымъ вскорѣ будетъ даже необходимъ. По каталогу Кёльнской фабрики физическихъ приборовъ Лейбольда наиболѣе дешевый спинтарископъ стоить всего 12 марокъ, т. е. около 5 рублей (пересылка и пошлина обойдется едва ли дорого, такъ какъ русскiе магазины, выписывающiе инструменты изъ за границы продаютъ спинтарископъ за 8 р.), самый же дорогой 10—12 р. Объясненiе такой дешевизны надо искать въ существѣ требуемаго отъ инструмента результата, который, какъ мы увидимъ ниже, оказывается тѣмъ удовлетворительнѣе, чѣмъ меньшее количество радiя будетъ нами употреблено. Чтобы имѣть въ распоряженiи весьма незначительное его количество, поступаютъ слѣдующимъ образомъ: кончикомъ тонкой иглы касаются сосудика, въ которомъ нѣкогда содержался радiй, и того, что осталось на иглѣ, вполнѣ достаточно для производства опытовъ съ нашимъ инструментомъ.
Рис. 1.
Какъ видно изъ чертежа (рис. 1), спинтарископъ состоитъ изъ круглаго, металлическаго сосуда съ ввинчивающейся лупой D, которую благодаря винту не трудно наставлять на фокусъ. Иголка В съ микроскопическимъ количествомъ радiя помѣщается на свободной гаечкѣ, двигающейся по винту, приводимому въ свою очередь въ движенiе дискомъ СС; этотъ вращаютъ пальцемъ, какъ винтъ бинокля. АА — пластинка съ фосфоресцирующимъ экраномъ, обыкновенно изъ сѣрнистаго цинка.
Привыкшiй немного къ темнотѣ глазъ наблюдателя при приближенiи къ лупѣ сразу замѣчаеть слабое свѣченiе экрана; хорошенько урегулировавъ лупу, вы замѣчаете странное явленiе: свѣченiе происходитъ не непрерывное, а маленькими, очень частыми вспышками, напоминая, по удачному сравненiю профессора Содди, "дождь падающихъ звѣздъ"; при достаточномъ навыкѣ и хорошемъ инструментѣ удается сосчитать число этихъ вспышекъ, что дасть намъ количество испускаемыхъ α-частицъ въ единицу времени даннымъ количествомъ радiя, такъ какъ впечатлѣнiе вспышекъ получается отъ раскалыванiя кристалликовъ сѣрнистаго цинка несущимися α-частицами. (Каждая такая частица раскалываетъ одинъ кристаллъ, заставляя его этимъ свѣтиться). Если бы на острiѣ иглы находилось больше радiоактивнаго вещества, — свѣченiе перестало-бы быть прерывнымъ въ виду большаго количества испускаемыхъ α-частицъ въ сек., которое равно, по вычисленiямъ Ретгефорда (Rutherforord) 136 миллiонамъ въ секунду отъ одного миллигр. радiя, т. е. на нашихъ глазахъ разбилось бы такое же количество микроскопическихъ кристалловъ сѣрнистаго цинка въ сек., очевидно, въ виду чрезвычайно малыхъ интерваловъ нашъ глазъ не смогъ бы уловить прерывность излученiй. По этому ясно, что самая идея спинтарископа (который изобрѣтенъ Круксомъ именно для доказательства этой прерывности), требуетъ наименьшее количество активнаго вещества, что весьма удобно въ виду уменьшающейся отъ этого цѣны прибора.
Приближая иголочку В вращенiемъ диска СС къ экрану, замѣтимъ, что фосфоресцирующее пятно увеличивается, откуда не трудно вывести заключенiе о траэкторiяхъ α-частицъ, которыя, очевидно, расходятся пучкомъ и прямолинейно съ острiя иглы.
Нижняя часть прибора — также отвинчивается, что сделано для удобства замѣны экрана новымъ, хотя онъ служить чрезвычайно долго; это позволяетъ демонстрировать еще нѣкоторыя свойства радiя. Если, напр., на экранъ положить тонкую, прозрачную пластинку слюды и потомъ, завинтивъ, наблюдать черезъ лупу, то мы не замѣтимъ извѣстнаго намъ свѣченiя, а иногда, но чрезвычайно рѣдко и при большомъ терпѣнiи и внимательности, можно замѣтить болѣе слабое свѣченiе, еле замѣтное. Мало-проникающiе α-лучи задерживаются слюдяной пластинкой и не достигаютъ экрана, третiй же родъ лучей радiя, γ-лучи, весьма проникающiе, не останавливаются даже и 3-хъ копеечной монетой, достигая и заставляя фосфоресцировать экранъ. Этимъ то лучамъ и обязано второе, слабѣйшее сiянiе.
При помощи имѣющагося количества радiя весьма просто демонстрировать также и электрическiя свойства α-лучей. Отвинтивъ лупу, приближаютъ приборъ къ заряженному (положительно) электроскопу, — листочки моментально спадаютъ, когда радiй находится еще на 71 милл. отъ нихъ (дальше, по изслѣдованiямъ Брагга (Bragg), α-лучи не распространяются при нормальномъ давленiи и комнатной температурѣ). Эффектнѣе этотъ опытъ можно произвести при помощи шелковой кисточки, которую заряжаютъ легкимъ тренiемъ по ней какого-нибудь не проводника. Зарядившись, она разсыпается пушистымъ, нѣжнымъ и неопредѣленнымъ пучкомъ своихъ ниточекъ и при поднесенiи радiя моментально возвращается къ своему первоначальному виду.
СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ
ДЕТЕКТОР
Действие основано на
возбуждении
заряженными
частицами в ряде
веществ световых
вспышек, которые
регистрируются
фотоэлектронными
умножителями
Используются для
регистрации нейтронов
и γ-квантов.
4. СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР
СПИНТАРИСКОП-первый
сцинтилляционный счетчик
В 1879 году Вильям Крукс
доказал материальную
природу катодных лучей.
Он состоит из:
толстостенного свинцового
сосуда 1, в котором
находится тонкий стержень
с радиоактивным
препаратом-2;
экрана, покрытого
сульфидом цинка – 3;
лупы – 4.
4
2
1
3
5. СПИНТАРИСКОП-первый сцинтилляционный счетчик
Схема современного
сцинтиллияционного
счетчика
Лупа
короткофокусная
р/а препарат щель
Тонкая мет. пластинка
экран
6. Схема современного сцинтиллияционного счетчика
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
После создания в конце 1940 года
фотоэлектронного умножителя были
усовершенствованы сцинтилляционные счетчики
частиц.
7. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ОСОБЕННОСТИ
Недостатки:
1. Слабая чувствительность к частицам
малой энергии.
2. Числовой подсчет частиц, который не
дает информации об их типе.
Достоинства:
1. Высокая эффективность регистрации.
2. Возможность различных размеров и
конфигураций.
3. Высокая надежность.
4. Невысокая стоимость.
8. ОСОБЕННОСТИ
Сцинтилляционный метод
используется в
телевизорах
(свечение экрана);
Резерфорд
применил в опытах
по рассеянию αчастиц.
9. Сцинтилляционный метод
СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА
Используется для
регистрации
электронов и γквантов.
Состоит из трубки,
заполненной газом и
снабженная двумя
электродами, на
которые подается
высокое напряжение.
Действие основано на
ударной ионизации
анод
катод
К
регистрирующем
у
устройству
10. СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА
Когда
элементарная
частица пролетает
сквозь счетчик, она
ионизирует газ, и
ток через счетчик
резко возрастает.
Образующийся при
этом на нагрузке
импульс
напряжения
подается к
регистрирующему
устройству.
Только фиксирует
частицы.
КАМЕРА ВИЛЬСОНА
Дает возможность
наблюдать след,
который оставляют
пролетающие
частицы.
Заполняют парами
воды или спирта, а
затем создают
условия для того,
чтобы пар становился
перенасыщенным.
Для этого резко
опускают поршень.
12. КАМЕРА ВИЛЬСОНА
Элементарная частица, пролетая сквозь
такую камеру, образует вдоль своей
траектории ионы, которые затем
выступают как центры конденсации: в них
образуются капельки воды. Частица
оставляет за собой трек, т.е. след.
14. КАМЕРА ВИЛЬСОНА ШКОЛЬНАЯ
ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА
Действие пузырьковой
камеры основано на
том, что они заполнены
перегретой жидкостью,
в которой появляются
маленькие пузырьки
пара на ионах,
возникающих при
движении быстрых
частиц.
15. ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА
МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ
ФОТОЭМУЛЬСИЙ
Фотоэмульсия
содержит
мельчайшие
кристаллы
бромистого
серебра, которые
ионизируются при
пролете
элементарной
частицы.
16. МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ
После
проявления
фотопластинки
происходит
химическая
реакция
восстановления
серебра.
Треки частиц
становятся
видимыми.
17. МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ
18. Достоинства метода
Вопросы
Автор, год
Принцип
действия
Какие частицы
регистрирует
недостатки
достоинства
Счетчик
Гейгера
Камера
Вильсона
Пузырьковая
камера
Толстослойные
фотоэмульсии
Набор продавался в 50-ом и 51-ом годах, а затем все же был признана слишком опасным из-за радиоактивности. Хотя в своих проспектах и рекламных объявлениях Гилберт говорил о полной безопасности набора!
Стоил этот набор почти полсотни баксов. Сегодня иногда можно встретить в продаже, правда стоят такие наборы не одну тысячу долларов. Но кто купит такое своему ребенку? Ведь в наше время все знают , что входящий в него уран-238 вызывает рак, лейкемия и еще много других страшных болезней.
Если вам понравился материал, пожалуйста, ставьте лайки и подписывайтесь на канал. Это не сложно и бесплатно, но очень важно для развития "НМ". А еще нам нужны репосты в соцсет и!
Игрушечный спинтарископ низкого качества, взятый из набора для химических экспериментов "Атомная энергия" фирмы Chemcraft 1950-х годов.
А спинтарископ прибор для наблюдения за индивидуальным ядерные распады вызвано взаимодействием ионизирующее излучение с люминофор (увидеть радиолюминесценция) или сцинтиллятор.
Содержание
Изобретение
Спинтарископ был изобретен Уильям Крукс в 1903 г. [1] [2] Наблюдая за явно униформой флуоресценция на сульфид цинка экран, создаваемый радиоактивными выбросами (в основном альфа-излучение) образца бромид радия, он пролил часть образца, и из-за его исключительной редкости и стоимости он очень хотел найти и вернуть его. [3] После осмотра сульфид цинка под микроскопом он заметил отдельные вспышки света, создаваемые отдельными альфа-частица столкновения с экраном. Крукс пошел еще дальше и изобрел устройство, специально предназначенное для наблюдения за этими сцинтилляциями. Он состоял из небольшого экрана, покрытого сульфидом цинка, прикрепленного к концу трубки, с небольшим количеством радий соль подвешена на небольшом расстоянии от экрана и линза на другом конце трубки для просмотра экрана. Крукс назвал свое устройство от греческого σπινθήρ (spinth´ēr) "искра".
Игрушечные спинтарископы
Спинтарископы были быстро заменены более точными и количественный устройства для измерения радиации в научных экспериментах, но в середине 20-го века пережили скромное возрождение как детские развивающие игрушки. [4] В 1947 г. Кикс хлопья предложил Одинокий рейнджер кольцо с атомной бомбой в обмен на коробку и 0,15 доллара за маленькую. [5] [6] [7] Спинтарископы все еще можно купить как новинки для обучения, но теперь они используют америций или торий. Глядя в правильно сфокусированный игрушечный спинтарископ, можно увидеть множество случайных вспышек света, рассеянных по экрану. Почти все они круглые, с очень ярким точечным центром, окруженным более тусклым кругом излучения.
Читайте также: