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Camera a bolle: il principio di funzionamento, il circuito dispositivo. Vantaggi e svantaggi della camera a bolle

Torna a metà del 20 ° secolo è stato inventato il camera a bolle – un dispositivo che viene utilizzato attivamente per monitorare le microparticelle. Per la maggior parte è stato utilizzato dai fisici che osservavano il microcosmo. Ancora oggi, nonostante l'enorme sviluppo della tecnologia e la disponibilità di vari sensori elettronici, gli studenti mostrano le fotografie delle particelle realizzati con le bolle.


Di come c'era una macchina fotografica

Come abbiamo notato sopra, a metà del 20 ° secolo, e appare l'invenzione. E tutto a causa del fatto che gli scienziati fisici non riuscivano a esplorare le particelle cariche rilevatori esistenti. A quel punto, tutti sapevano quello che un protone, neutrone, elettrone e un positrone. Nel 1950, per risolvere il problema impegnata D. Glaser. Gli scienziati stanno cercando di utilizzare reazioni sia chimico-fisiche, elettriche e liquidi e solidi conversione. Ma ha deciso di rimanere su un fenomeno liquido, per essere più precisi, in base al principio di lavorare il surriscaldamento miscela. I requisiti di base che Donald dirette a sua invenzione – un'elevata velocità di risposta, che consente di catturare le particelle nella fotografia al momento giusto. Naturalmente, la camera a bolle e la camera a nebbia sono piuttosto simili. Ma ci sono alcune differenze, che abbiamo, di fatto, parlare su.

Camera a bolle: il principio di azione

Il fluido di lavoro utilizzato come dietil etere, che aveva un tale vantaggio come un prezzo basso. Inoltre, può essere ottenuto in forma pura senza alcuna difficoltà. Linea di fondo è di riscaldare il liquido alla temperatura di ebollizione (1400 ° C) e quindi raffreddata a temperatura ambiente. A questo punto, il materiale radioattivo viene portato, per esempio cobalto, successivamente, con un intervallo di circa 60 secondi, il fluido di lavoro bolle. Una volta che un minuto è stato possibile catturare il movimento delle particelle sulla foto.

Tutti mostra chiaramente Glazer utilizzato due telecamere, in vetro duro e riempito con etere. Riscaldamento era effettuata in un bagno d'olio, e la pressione può essere abbassata utilizzando la maniglia. A questo punto sarà lanciata la fotocamera. Il frame rate medio era di circa 3000 al secondo. Ciò ha permesso di catturare il movimento delle particelle nei vasi. Successivamente camera a bolle era un po automatizzata, ma il principio di funzionamento rimane lo stesso. Il più delle volte hanno usato un contatore Geiger, che permettono di risalire la comparsa di radiazioni.

Camera a bolle: il dispositivo

Ora parliamo un po 'di quello che è un presente invenzione. Nella maggior parte dei casi, questa nave avendo diverse piccole finestre. Camera riempito con un liquido speciale e collocata nel campo magnetico. Utilizzare sempre una pressione superiore a quella atmosferica. Talvolta criostato è stato utilizzato, che era necessario raffreddare un liquido di lavoro (GC), bolle a basse temperature. Immediatamente prima del rilascio di elementi radioattivi dall'acceleratore viene depressurizzata nelle camere, e riceve surriscaldato liquido. Tutto ciò che ha una carica sul suo modo lascia le bolle di liquido bollente. Per sufficientemente conducendo la reazione solo una frazione di microsecondo. In un attimo le bolle è diventato un ordine di grandezza maggiore. Per illuminare la lampada e incluso tre telecamere, con le quali la visualizzazione stereo.

La fase finale dell'esperimento

Nella fase finale è stata condotta un'analisi complessa e una traiettoria di carattere carica di particelle radioattive. Ci sono casi in cui le foto per l'elaborazione fatta da un paio di giorni, ma li trattati per mesi. Quando si ottiene una spirale, è indicativo del passaggio di un elettrone. Il cosiddetto "tappo" parlato della presenza di particelle neutre. Nella maggior parte dei casi, in base ai dati ottenuti 3-immagini, accuratamente misurati traiettoria di movimento elementi. Se si riesce a ripristinare completamente l'immagine, è stato possibile creare un'immagine tridimensionale. Inizialmente, questo è stato fatto dagli scienziati, ma uno studio del genere potrebbe richiedere anni. La situazione è cambiata con l'avvento dei computer, che ha notevolmente accelerato il processo.

Sui vantaggi di utilizzare questo tipo di fotocamera

Come notato sopra, il dispositivo secondo il principio di azione un po 'come l'invenzione di Wilson. Ma ci sono una serie di vantaggi. Il vantaggio più significativo può essere considerato come velocità di funzionamento, che è molto probabile che si può risolvere sul fenomeno degno di nota fotografia.

Un altro vantaggio consiste nel fatto che il fluido di lavoro utilizzato sostanze scorrevoli aventi elevata densità. E 'molto più aumenta la possibilità che accadrà in caso di medio atteso. Qual è il vantaggio della camera a bolle, quindi è che il ciclo del suo lavoro prende un po 'di tempo. Questo parametro è semplicemente un prerequisito per l'uso del dispositivo nelle acceleratori di vario tipo. Surriscaldato liquido può essere ottenuto abbastanza in fretta, ha solo bisogno di ridurre la pressione nel sistema. Qui, in linea di principio, tutti i principali vantaggi di questo dispositivo.

Un po 'di carenze

Come osservato all'inizio di questo articolo, ora c'è solo un numero enorme di vari sensori elettronici, con elevata precisione per trovare gli oggetti giusti ad alta velocità per selezionare gli elementi che si desidera determinare la loro immagine tridimensionale. È nel sottosterzo sono i principali svantaggi della camera a bolle. Come regola generale, la maggior parte dei risultati è di alcun interesse scientifico, ma per eliminare inutili nella foto, può richiedere molto tempo. Un altro svantaggio è che il dispositivo è semplicemente possibile avviare immediatamente, in particolare, ciò è dovuto all'inerzia del fluido di lavoro, e altri parametri fisici. In linea di principio, le carenze abbiamo capito, andiamo oltre.

Sul lato tecnico

Durante l'uso di questo metodo di rilevamento di particelle cariche è stato registrato poco più di 100 copie di camere a bolle. Durante questo periodo, si usa una varietà di liquidi, come l'elio, idrogeno, freon, xenon, propano e altri. Lo stesso vale per la temperatura, che iniziata e terminata con un'unità interna molto basso per Xenon. "Gargamel" – l'ultima camera a bolle, il circuito non è fondamentalmente diverso dagli altri. Ma nella sua camera è stato inondato di circa 18 tonnellate di freon. Questo dispositivo è consentito di effettuare una grande apertura per i tempi – l'interazione tra i punti neutri. Il più grande esemplare aveva un diametro di 4,5 metri. Dispositivo destinato all'uso con idrogeno. Ma il problema è stato il fatto che inventare nuovi booster che uscivano fasci di particelle radioattive ad alta velocità, in modo che nessun camere a bolle sono più far fronte.

Alcuni punti importanti

Vale la pena di prestare attenzione al fatto che attualmente i dati della fotocamera non viene utilizzata. Praticamente tutti hanno cancellato dai conti, ma come si è scoperto, è stata una decisione prematura. Nel 2002, le nuove particelle chiamate pentakvarty sono stati aperti con le bollicine. Ma anche questo non è il risultato di studi di quello stesso anno, e le immagini di unit test ottenuti molti anni fa. Si dice che si può trovare qualcosa di utile da ciò che è stato fatto in passato.

Inoltre, la potenza di calcolo della tecnologia moderna è così alta che l'elaborazione di ogni immagine lascia molto poco tempo. In linea di principio, l'efficacia di questo tipo di rivelatore di pista è attualmente molto basso, quindi si consiglia di utilizzare non averli, ma una volta che i dati sperimentali possono essere utili oggi.

conclusione

Beh, questo è tutto quello che si può dire che una tale camera a bolle. Il dispositivo circuitale è abbastanza semplice, come tutti ingegnoso. Vale la pena di dire alcune parole circa l'efficienza di tali apparecchi dipende in gran parte la loro dimensione. Più grande è la stanza, maggiori sono le possibilità di scoprire qualcosa di utile. Tuttavia, con l'aumento delle dimensioni aumenta il prezzo dei materiali e del fluido di lavoro, che ha un costo notevole su larga scala. Ora si sa che cosa una camera a bolle, il cui principio si basa sul liquido surriscaldato. Questo effetto è stato studiato lontano, così attualmente considerato sensori elettronici più pertinenti, più efficienti sotto tutti gli aspetti.