Пређи на садржај

Maglena komora

С Википедије, слободне енциклопедије
(преусмерено саVilsonova komora)
Shematski prikaz maglene komore. Naglim pomicanjem klipa prema dole, nezasićena para u komori postaje zasićena, jer dolazi do naglog hlađenja pare, a kondenzacija se u obliku niza malih kapljica događa oko jona koje je načinio prolaz naelektrisane čestice.
Maglena komora s vidljivim tragovima jonizirajućeg zračenja (kratki debeli tragovi sualfa čestice,a dugi i tanki tragovi subeta čestice).

Maglena komorailiVilsonova komorajemerni instrumentkojim se prate tragovijonizujućeg zračenja[1](alfa-čestice,[2][3]beta-čestice,[4]gama zraci,[5][6][7][8]rendgenski zraci[9][10][11]itd), a sastoji se od komore u kojoj je prezasićenavodena para,kojoj da bi se kondenzovala nedostaju centri kondenzacije, te je za oko i kameru nevidljiva.Jonikoje stvori prolaz jonizirajuće čestice, postaju centri kondenzacije i prolaz čestice postaje vidljiv u obliku gustog niza sitnih kapljica.[12]Ove kapljice su vidljive kao „magleni” tragovi koji su postojani nekoliko sekundi dok kapljice padaju kroz paru. Ovi tragovi imaju karakteristične oblike. Na primer, alfa čestice ostavljaju debele i prave tragove, dok su elektronski tragovi tanki i pružaju u većoj meri evidenciju o skretanjima usled kolizija.

Maglenu komoru je 1911. konstruiraobritanskifizičarimeteorologČarls Vilson,koji je za to otkriće dobioNobelovu nagradu za fiziku1927. godine.[13][14]Maglene komore su odigrale prominentnu ulogu u eksperimentalnoj fizici čestica od 1920-ih do 1950-ih, do razvojakomore sa mehurićima.Konkretno, otkrićapozitrona1932. godine imiona1936. godine, koja je ostvarioKarl Anderson(Nagrađen Novelovom nagradom za fiziku 1936. godine), su bazirana na primeni maglene komore. OtkrićekaonazaslugomDžordža RočesteraiKliforda Batlera1947. godine, je isto tako ostvareno koristeći maglenu komoru kao detektor.[15].U svakom od ovih slučaja,kosmički zracisu bili izvor jonizujuće radijacije.

Izum

[уреди|уреди извор]

Čarls Tomson Ris Vilson(1869–1959),škotskifizičar,se smatra izumiteljom maglene komore. Inspirisan posmatranjemBrokenovog spektradok je radio na vrhuBen Nevisa1894. godine, on je započeo sa razvojem ekspanzionih komora za izučavanje formiranja oblaka i optičkih fenomena u vlažnom vazduhu. Vrlo brzo je otkrio da joni mogu da deluju kao centri za formiranje kapljica vode u takvim komorama. On je nastavio da primenjuje ovo otkriće i usavršio prvu maglenu komoru 1911. godine. U Vilsonovoj originalnoj komori vazduh unutar zatvorenog uređaja bio je zasićen vodenom parom, zatim je dijafragma korišćena za širenje vazduha u komori (adijabatskuekspanziju), čime se hlađi vazduh i započinje kondenzacija vodene pare. Odatle potiče imeekspanziona maglena komora.Kada jonizujuća čestica prođe kroz komoru, vodena para se kondenzuje na rezultujućim jonima i trag čestice je vidljiv u oblaku pare. Vilson je, zajedno saArturom Komptonom,nagrađen Nobelovom nagrado za fiziku 1927. godine za njegov rad na maglenoj komori.[16]Ovaj tip komore se isto tako nazivapulsirajućom komorom,jer se uslovi za rad ne održavaju kontinuirano. Dalji razvoj je sproveoPatrik Bleket,koji je koristio krutu oprugu da veoma brzo širi i komprimuje komoru, čineči komoru senzitivnom na čestice nekoliko puta u sekundi.Filmska trakaje korištena za snimanje slika.

Difuzionu maglenu komoruje razvio 1936. godineAleksandar Langsdorf.[17]Ova komora se razlikuje od od ekspanzione maglene komore po tome što je konstantno sensitivna na radijaciju, i što se dno mora hladiti na veoma niske temperature, generalno hladnije od −26 °C (−15 °F). Umesto vodene pare, koristi sealkoholzbog njegove nižetačke smrzavanja.Maglene komore koje se hladesuvim ledomilitermoelektričnoputem Peltierovog efekta se često sreću. Alkohol koji se koristi u njima je običnoizopropil alkoholilidenaturalizovani alkohol.

Način rada

[уреди|уреди извор]

Konstrukcija maglene komore je danas usavršena, ali posmatranje ifotografisanjejonizujućeg zračenja se i dalje zasniva na tragovimamagle,koja nastajekondenzacijomvodene pare na jonima, dobijenim prolaskom tihčesticakroz vazduh u zatvorenoj posudi. Pri snižavanjutemperaturevazduhasa zasićenom parom nastaje prezasićena vodena para, povlačenjemklipai povećanjemzapremineu posudi (jednačina stanja idealnog gasa), usled čega dolazi do njenog kondenzovanja na sitnim česticama, jonima.

Maglena komora se sastoji odmetalnogvaljka (prečnika 100 do 150mm), koji je s donje strane zatvoren pokretnim klipom. Valjak je s gornje strane nepropusno zatvorenstaklenompločom, kroz koju se posmatra unutrašnjost komore. S bočne strane je stakleni prozorčić, kroz koji se unutrašnjost komore obasjava svidljivom svetlošću.Ispod staklene ploče obično se nalazi metalna mreža, koja jeprovodnomžicomvezana za jedan pol jakeelektrične baterije(oko 250V). Drugi pol ove baterije je vezan žicom za metalni valjak.

Pre rada maglene komore mora se na gornju površinu klipa staviti malovode,usled čijegisparavanjase vazduh zasiti vodenom parom. Eksperimentima je utvrđeno da se postiže bolja kondenzacija vodene pare u komori kad je vodi dodato malo metiln ili etilalkohola.Kad se klip naglo povuče prema dole, usledadijabatskogširenja u komori, vazduh se ohladi. Pošto duž putanje jonizujućeg zračenja nastajejonizacijavazduha, pojaviće se kondenzacija vodene pare na jonima. Promatrač koji gleda kroz staklenu ploču primetiće putanje jona u vidu belih tankih tragova magle. Ovi tragovi magle mogu se i fotografisati.

Otkriće maglene komore vrlo je značajno za otkrivanjeatomskestrukture, jer su tragovi magle u komori siguran dokaz postojanja atoma i jonizirajućih čestica. Njen nedostatak je što posle svakog stvaranja tragova magle, treba da prođe par sekundi dok komora bude u mogućnosti da ponovno otkrije tragove novih čestica. U međuvremenu, može se odviti neki događaj koji će ostati nezapažen.[18]

Difuzijska maglena komora

[уреди|уреди извор]

Pošto maglena komora ne može da radi neprekidno, Aleksander Langsdorf je 1939. konstruiraodifuzijsku maglenu komoru,koja ostaje stalno osetljiva na jonizirajuće zračenje, dok je god u komori prisutna zalihaisparljivetečnosti,kao što je metilni alkohol. Zasićeni prostor s parom postoji stalno u sredini komore, jer se u gornjem delu održava stalna temperatura od 30°C,a pri dnu oko -70 °C. Ova komora je vrlo pogodna za istraživanjeelementarnih česticavisokeenergije.[19]

Reference

[уреди|уреди извор]
  1. ^„Ionizing radiation, health effects and protective measures”.World Health Organization.29. 4. 2016.Архивираноиз оригинала 29. 3. 2020. г.Приступљено22. 1. 2020.
  2. ^Darling, David.„Alpha particle”.Encyclopedia of Science.Архивираноиз оригинала 14. 12. 2010. г.Приступљено7. 12. 2010.
  3. ^Bohan, Elise; Dinwiddie, Robert; Challoner, Jack; Stuart, Colin; Harvey, Derek;Wragg-Sykes, Rebecca;Chrisp, Peter;Hubbard, Ben; Parker, Phillip; et al. (Writers) (фебруар 2016).Big History.Foreword byDavid Christian(1st American изд.).New York:DK.стр. 58.ISBN978-1-4654-5443-0.OCLC940282526.
  4. ^„Beta Decay”.Lbl.gov.9. 8. 2000. Архивирано изоригинала3. 3. 2016. г.Приступљено10. 4. 2014.
  5. ^Villard, P. (1900).„Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium”.Comptes rendus.130:1010—1012.
  6. ^Villard, P. (1900).„Sur le rayonnement du radium”.Comptes rendus.130:1178—1179.
  7. ^L'Annunziata, Michael F. (2007).Radioactivity: introduction andhistoryСлободан приступ ограничен дужином пробне верзије, иначе неопходна претплата.Amsterdam, Netherlands: Elsevier BV. стр.55–58.ISBN978-0-444-52715-8.
  8. ^Rutherford, E. (1903).„The magnetic and electric deviation of the easily absorbed rays from radium”.Philosophical Magazine.6.5(26): 177—187.doi:10.1080/14786440309462912.
  9. ^„X-Rays”.Science Mission Directorate.NASA.
  10. ^Novelline, Robert (1997).Squire's Fundamentals of Radiology.Harvard University Press. 5th edition.ISBN0-674-83339-2.
  11. ^Caldwell, Wallace E.; Merrill, Edward H. (1964).History of the World.1.United States:The Greystone Press. стр. 394.
  12. ^[1]Архивиранона сајтуWayback Machine(5. јул 2010) "Ionizirajuće zračenje u biosferi", Mile Dželalija, Kemijsko-tehnološki fakultet, Sveučilište u Splitu, 2011.
  13. ^Asimov's Biographical Encyclopedia of Science and Technology,Isaac Asimov, 2nd ed., Doubleday & C., Inc.ISBN978-0-385-17771-9..
  14. ^„Charles Thomson Rees Wilson's biography”.Архивирано изоригинала03. 08. 2004. г.Приступљено08. 04. 2019.
  15. ^„The Nobel Prize in Physics 1936”.Nobelprize.org.Приступљено7. 4. 2015.
  16. ^„The Nobel Prize in Physics 1927”.www.nobelprize.org.Приступљено7. 4. 2015.
  17. ^Frisch, O.R. (22. 10. 2013).Progress in Nuclear Physics, Band 3.стр. 1.ISBN9781483224923.
  18. ^[2]Архивиранона сајтуWayback Machine(4. фебруар 2012) "Detekcija i zaštita od zračenja", www.nemis.zpf.fer.hr, 2011.
  19. ^"Radioaktivnost i detekcija zračenja", Velimir Karasman, www.rgn.hr, 2007.

Literatura

[уреди|уреди извор]

Spoljašnje veze

[уреди|уреди извор]
Maglena komoraнаВикимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Maglena_komora&oldid=28294732”