सेवा न्यूक्लिक एसिडउच्च-बहुलक यौगिकों में शामिल हैं जो हाइड्रोलिसिस के दौरान प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस, पेंटोस और फॉस्फोरिक एसिड में विघटित हो जाते हैं। न्यूक्लिक एसिड में कार्बन, हाइड्रोजन, फास्फोरस, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। न्यूक्लिक एसिड के दो वर्ग हैं: राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए)और डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए).

डीएनए की संरचना और कार्य

डीएनए- एक बहुलक जिसके मोनोमर्स डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड होते हैं। डबल हेलिक्स के रूप में डीएनए अणु की स्थानिक संरचना का मॉडल 1953 में जे. वाटसन और एफ. क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया था (इस मॉडल को बनाने के लिए, उन्होंने एम। विल्किंस, आर। फ्रैंकलिन, ई। चारगफ)।

डीएनए अणुदो पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं द्वारा निर्मित, एक दूसरे के चारों ओर सर्पिल रूप से और एक साथ एक काल्पनिक अक्ष के चारों ओर, अर्थात। एक डबल हेलिक्स है (अपवाद - कुछ डीएनए युक्त वायरस में सिंगल स्ट्रैंडेड डीएनए होता है)। डीएनए डबल हेलिक्स का व्यास 2 एनएम है, आसन्न न्यूक्लियोटाइड के बीच की दूरी 0.34 एनएम है, और हेलिक्स के प्रति मोड़ 10 जोड़े न्यूक्लियोटाइड हैं। अणु की लंबाई कई सेंटीमीटर तक पहुंच सकती है। आणविक भार - दसियों और सैकड़ों लाखों। मानव कोशिका नाभिक में डीएनए की कुल लंबाई लगभग 2 मीटर है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, डीएनए प्रोटीन के साथ जटिल बनाता है और इसमें एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है।

डीएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। न्यूक्लिक एसिड के नाइट्रोजनस बेस पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं। डीएनए के पाइरीमिडीन क्षारक(उनके अणु में एक वलय होता है) - थाइमिन, साइटोसिन। प्यूरीन बेस(दो छल्ले हैं) - एडेनिन और ग्वानिन।

डीएनए न्यूक्लियोटाइड के मोनोसैकराइड को डीऑक्सीराइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

न्यूक्लियोटाइड का नाम संबंधित आधार के नाम से लिया गया है। न्यूक्लियोटाइड्स और नाइट्रोजनस बेस बड़े अक्षरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।

न्यूक्लियोटाइड संघनन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला बनती है। इस मामले में, एक न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज अवशेषों के 3 "-कार्बन और दूसरे के फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के बीच, फॉस्फोथर बंधन(मजबूत सहसंयोजक बंधों की श्रेणी के अंतर्गत आता है)। पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का एक छोर 5 "कार्बन (इसे 5" छोर कहा जाता है) के साथ समाप्त होता है, दूसरा 3 "कार्बन (3" छोर) के साथ समाप्त होता है।

न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला के खिलाफ दूसरी श्रृंखला होती है। इन दो श्रृंखलाओं में न्यूक्लियोटाइड की व्यवस्था यादृच्छिक नहीं है, लेकिन कड़ाई से परिभाषित है: थाइमिन हमेशा दूसरी श्रृंखला में एक श्रृंखला के एडेनिन के विपरीत स्थित होता है, और साइटोसिन हमेशा गुआनिन के विपरीत स्थित होता है, एडेनिन और थाइमिन के बीच दो हाइड्रोजन बांड उत्पन्न होते हैं, तीन हाइड्रोजन ग्वानिन और साइटोसिन के बीच बंधन। वह पैटर्न जिसके अनुसार डीएनए के विभिन्न स्ट्रैंड्स के न्यूक्लियोटाइड्स को सख्ती से क्रमबद्ध किया जाता है (एडेनिन - थाइमिन, गुआनिन - साइटोसिन) और चुनिंदा रूप से एक दूसरे के साथ संयोजित होते हैं, कहलाते हैं पूरकता का सिद्धांत. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जे। वाटसन और एफ। क्रिक ने ई। चारगफ के कार्यों को पढ़ने के बाद पूरकता के सिद्धांत को समझा। ई। चारगफ ने विभिन्न जीवों के ऊतकों और अंगों के नमूनों की एक बड़ी संख्या का अध्ययन किया, पाया कि किसी भी डीएनए टुकड़े में ग्वानिन अवशेषों की सामग्री हमेशा साइटोसिन की सामग्री से मेल खाती है, और एडेनिन से थाइमिन ( "चारगफ का नियम"), लेकिन वह इस तथ्य की व्याख्या नहीं कर सका।

संपूरकता के सिद्धांत से, यह इस प्रकार है कि एक श्रृंखला का न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम दूसरे के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को निर्धारित करता है।

डीएनए स्ट्रैंड एंटीपैरलल (विपरीत) होते हैं, अर्थात। विभिन्न श्रृंखलाओं के न्यूक्लियोटाइड विपरीत दिशाओं में स्थित होते हैं, और इसलिए, 3 के विपरीत "एक श्रृंखला का अंत दूसरे का 5" छोर होता है। डीएनए अणु की तुलना कभी-कभी सर्पिल सीढ़ी से की जाती है। इस सीढ़ी की "रेलिंग" चीनी-फॉस्फेट रीढ़ की हड्डी है (डीऑक्सीराइबोज और फॉस्फोरिक एसिड के वैकल्पिक अवशेष); "चरण" पूरक नाइट्रोजनस आधार हैं।

डीएनए का कार्य- वंशानुगत जानकारी का भंडारण और प्रसारण।

डीएनए की प्रतिकृति (दोहराव)

- स्व-दोगुने की प्रक्रिया, डीएनए अणु की मुख्य संपत्ति। प्रतिकृति मैट्रिक्स संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की श्रेणी से संबंधित है और इसमें एंजाइम शामिल हैं। एंजाइमों की कार्रवाई के तहत, डीएनए अणु खुल जाता है, और प्रत्येक स्ट्रैंड के चारों ओर एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करते हुए, पूरकता और एंटीपैरेललिज्म के सिद्धांतों के अनुसार एक नया स्ट्रैंड पूरा होता है। इस प्रकार, प्रत्येक बेटी डीएनए में, एक स्ट्रैंड मूल स्ट्रैंड होता है, और दूसरा स्ट्रैंड नव संश्लेषित होता है। इस तरह के संश्लेषण को कहा जाता है अर्द्ध रूढ़िवादी.

प्रतिकृति के लिए "निर्माण सामग्री" और ऊर्जा के स्रोत हैं डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट(एटीपी, टीटीपी, जीटीपी, सीटीपी) जिसमें तीन फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। जब डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट को पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला में शामिल किया जाता है, तो फॉस्फोरिक एसिड के दो टर्मिनल अवशेषों को हटा दिया जाता है, और जारी ऊर्जा का उपयोग न्यूक्लियोटाइड्स के बीच फॉस्फोडाइस्टर बंधन बनाने के लिए किया जाता है।

निम्नलिखित एंजाइम प्रतिकृति में शामिल हैं:

1. हेलीकॉप्टर ("खोलना" डीएनए);
2. प्रोटीन को अस्थिर करना;
3. डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ (डीएनए में कटौती);
4. डीएनए पोलीमरेज़ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट का चयन करें और पूरक रूप से उन्हें डीएनए टेम्पलेट श्रृंखला में संलग्न करें);
5. आरएनए प्राइमेज (आरएनए प्राइमरों, प्राइमरों के रूप में);
6. डीएनए लिगेज (डीएनए के टुकड़े एक साथ सीना)।

हेलीकॉप्टरों की मदद से, कुछ क्षेत्रों में डीएनए को घुमाया नहीं जाता है, एकल-फंसे डीएनए क्षेत्र प्रोटीन को अस्थिर करने से बंधे होते हैं, और प्रतिकृति कांटा. न्यूक्लियोटाइड के 10 जोड़े (हेलिक्स का एक मोड़) की विसंगति के साथ, डीएनए अणु को अपनी धुरी के चारों ओर एक पूर्ण क्रांति पूरी करनी होगी। इस रोटेशन को रोकने के लिए, डीएनए टोपोइज़ोमेरेज़ एक डीएनए स्ट्रैंड को काट देता है, जिससे यह दूसरे स्ट्रैंड के चारों ओर घूमने की अनुमति देता है।

डीएनए पोलीमरेज़ केवल न्यूक्लियोटाइड को पिछले न्यूक्लियोटाइड के डीऑक्सीराइबोज़ के 3 "कार्बन से जोड़ सकता है, इसलिए यह एंजाइम टेम्प्लेट डीएनए के साथ केवल एक दिशा में आगे बढ़ने में सक्षम है: इस टेम्प्लेट डीएनए के 3" छोर से 5 "अंत तक। चूंकि मातृ डीएनए में श्रृंखलाएं समानांतर हैं, तो इसकी विभिन्न श्रृंखलाओं पर बेटी पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं का संयोजन अलग-अलग तरीकों से और विपरीत दिशाओं में होता है। 3 "-5" श्रृंखला पर, बेटी पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला का संश्लेषण बिना किसी रुकावट के होता है; इस बेटी श्रृंखला को कहा जाएगा प्रमुख. श्रृंखला 5 "-3" पर - रुक-रुक कर, टुकड़ों में ( ओकाज़ाकिओ के टुकड़े), जो, डीएनए लिगेज द्वारा प्रतिकृति के पूरा होने के बाद, एक स्ट्रैंड में जुड़ जाते हैं; इस चाइल्ड चेन को कहा जाएगा ठंड (पीछे रह रहे है).

DNA पोलीमरेज़ की एक विशेषता यह है कि यह अपना कार्य केवल किसके साथ प्रारंभ कर सकता है? "बीज" (भजन की पुस्तक) "बीज" की भूमिका आरएनए प्राइमेज एंजाइम की भागीदारी के साथ गठित छोटे आरएनए अनुक्रमों द्वारा की जाती है और टेम्पलेट डीएनए के साथ जोड़ी जाती है। पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखलाओं के संयोजन के पूरा होने के बाद आरएनए प्राइमरों को हटा दिया जाता है।

प्रतिकृति प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में समान रूप से आगे बढ़ती है। प्रोकैरियोट्स में डीएनए संश्लेषण की दर यूकेरियोट्स (प्रति सेकंड 100 न्यूक्लियोटाइड) की तुलना में अधिक परिमाण (1000 न्यूक्लियोटाइड प्रति सेकंड) का क्रम है। डीएनए अणु के कई क्षेत्रों में प्रतिकृति एक साथ शुरू होती है। प्रतिकृति के एक मूल से दूसरे स्थान पर डीएनए का एक टुकड़ा प्रतिकृति की एक इकाई बनाता है - प्रतिकृति.

कोशिका विभाजन से पहले प्रतिकृति होती है। डीएनए की इस क्षमता के लिए धन्यवाद, वंशानुगत जानकारी को मातृ कोशिका से बेटी कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है।

मरम्मत ("मरम्मत")

क्षतिपूर्तिडीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को क्षति की मरम्मत की प्रक्रिया है। यह कोशिका के विशेष एंजाइम सिस्टम द्वारा किया जाता है ( मरम्मत एंजाइम) डीएनए संरचना की मरम्मत की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 1) डीएनए-मरम्मत करने वाले न्यूक्लियस क्षतिग्रस्त क्षेत्र को पहचानते हैं और हटाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डीएनए श्रृंखला में अंतर होता है; 2) डीएनए पोलीमरेज़ दूसरे ("अच्छा") स्ट्रैंड से जानकारी की प्रतिलिपि बनाकर इस अंतर को भरता है; 3) डीएनए लिगेज मरम्मत को पूरा करते हुए न्यूक्लियोटाइड्स को "क्रॉसलिंक" करता है।

तीन मरम्मत तंत्रों का सबसे अधिक अध्ययन किया गया है: 1) फोटोरिपेरेशन, 2) एक्साइज या प्री-रेप्लिकेटिव रिपेयर, 3) पोस्ट-रेप्लिकेटिव रिपेयर।

डीएनए की संरचना में परिवर्तन प्रतिक्रियाशील मेटाबोलाइट्स, पराबैंगनी विकिरण, भारी धातुओं और उनके लवण आदि के प्रभाव में कोशिका में लगातार होते हैं। इसलिए, मरम्मत प्रणालियों में दोष उत्परिवर्तन प्रक्रियाओं की दर को बढ़ाते हैं और वंशानुगत बीमारियों (ज़ेरोडर्मा पिगमेंटोसा, प्रोजेरिया) का कारण बनते हैं। , आदि।)।

आरएनए की संरचना और कार्य

एक बहुलक है जिसके मोनोमर्स हैं राइबोन्यूक्लियोटाइड्स. डीएनए के विपरीत, आरएनए दो से नहीं, बल्कि एक पोलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला से बनता है (अपवाद - कुछ आरएनए युक्त वायरस में डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए होता है)। आरएनए न्यूक्लियोटाइड एक दूसरे के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम हैं। आरएनए श्रृंखलाएं डीएनए श्रृंखलाओं की तुलना में बहुत छोटी होती हैं।

आरएनए मोनोमर - न्यूक्लियोटाइड (राइबोन्यूक्लियोटाइड)- तीन पदार्थों के अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस, 2) एक पांच-कार्बन मोनोसेकेराइड (पेंटोस) और 3) फॉस्फोरिक एसिड। आरएनए के नाइट्रोजनस बेस भी पाइरीमिडीन और प्यूरीन के वर्ग से संबंधित हैं।

आरएनए के पाइरीमिडीन बेस यूरैसिल, साइटोसिन हैं, और प्यूरीन बेस एडेनिन और गुआनिन हैं। आरएनए न्यूक्लियोटाइड मोनोसेकेराइड राइबोज द्वारा दर्शाया जाता है।

का आवंटन तीन प्रकार के आरएनए: 1) सूचना के(मैट्रिक्स) आरएनए - एमआरएनए (एमआरएनए), 2) यातायातआरएनए - टीआरएनए, 3) राइबोसोमलआरएनए - आरआरएनए।

सभी प्रकार के आरएनए अशाखित पोलीन्यूक्लियोटाइड होते हैं, एक विशिष्ट स्थानिक संरचना होती है और प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। डीएनए में सभी प्रकार के आरएनए की संरचना के बारे में जानकारी संग्रहीत होती है। डीएनए टेम्प्लेट पर आरएनए संश्लेषण की प्रक्रिया को ट्रांसक्रिप्शन कहा जाता है।

स्थानांतरण आरएनएआमतौर पर 76 (75 से 95 तक) न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 25,000-30,000। सेल में कुल आरएनए सामग्री का लगभग 10% टीआरएनए का हिस्सा है। टीआरएनए कार्य: 1) प्रोटीन संश्लेषण की साइट पर अमीनो एसिड का परिवहन, राइबोसोम तक, 2) अनुवादक मध्यस्थ। कोशिका में लगभग 40 प्रकार के tRNA पाए जाते हैं, उनमें से प्रत्येक में केवल इसके लिए एक न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम विशेषता होती है। हालांकि, सभी टीआरएनए में कई इंट्रामोल्युलर पूरक क्षेत्र होते हैं, जिसके कारण टीआरएनए एक संरचना प्राप्त करते हैं जो आकार में एक तिपतिया घास के पत्ते जैसा दिखता है। किसी भी tRNA में राइबोसोम (1), एक एंटिकोडन लूप (2), एंजाइम (3) के संपर्क के लिए एक लूप, एक स्वीकर्ता स्टेम (4), और एक एंटिकोडन (5) के संपर्क के लिए एक लूप होता है। अमीनो एसिड स्वीकर्ता स्टेम के 3' सिरे से जुड़ा होता है। anticodon- तीन न्यूक्लियोटाइड जो एमआरएनए कोडन को "पहचानते हैं"। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि एक विशेष tRNA अपने एंटिकोडन के अनुरूप कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड का परिवहन कर सकता है। एमिनो एसिड और टीआरएनए के कनेक्शन की विशिष्टता एंजाइम एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस के गुणों के कारण प्राप्त की जाती है।

राइबोसोमल आरएनए 3000-5000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं; आणविक भार - 1,000,000-1,500,000. rRNA कोशिका में कुल RNA सामग्री का 80-85% हिस्सा होता है। राइबोसोमल प्रोटीन के संयोजन में, आरआरएनए राइबोसोम बनाता है - ऑर्गेनेल जो प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, नाभिक में rRNA संश्लेषण होता है। आरआरएनए कार्य: 1) राइबोसोम का एक आवश्यक संरचनात्मक घटक और, इस प्रकार, राइबोसोम के कामकाज को सुनिश्चित करना; 2) राइबोसोम और टीआरएनए की बातचीत सुनिश्चित करना; 3) राइबोसोम और एमआरएनए सर्जक कोडन का प्रारंभिक बंधन और रीडिंग फ्रेम का निर्धारण, 4) राइबोसोम के सक्रिय केंद्र का गठन।

सूचना आरएनएन्यूक्लियोटाइड सामग्री और आणविक भार (50,000 से 4,000,000 तक) में भिन्न। सेल में कुल आरएनए सामग्री का 5% तक एमआरएनए का हिस्सा होता है। एमआरएनए के कार्य: 1) डीएनए से राइबोसोम में आनुवंशिक जानकारी का स्थानांतरण, 2) प्रोटीन अणु के संश्लेषण के लिए एक मैट्रिक्स, 3) प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना के अमीनो एसिड अनुक्रम का निर्धारण।

एटीपी की संरचना और कार्य

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड (एटीपी)जीवित कोशिकाओं में ऊर्जा का एक सार्वभौमिक स्रोत और मुख्य संचायक है। एटीपी सभी पौधों और पशु कोशिकाओं में पाया जाता है। एटीपी की मात्रा औसतन 0.04% (कोशिका के कच्चे द्रव्यमान का), एटीपी की सबसे बड़ी मात्रा (0.2-0.5%) कंकाल की मांसपेशियों में पाई जाती है।

एटीपी में अवशेष होते हैं: 1) एक नाइट्रोजनस बेस (एडेनिन), 2) एक मोनोसैकराइड (राइबोज), 3) तीन फॉस्फोरिक एसिड। चूंकि एटीपी में फॉस्फोरिक एसिड के एक नहीं, बल्कि तीन अवशेष होते हैं, यह राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट से संबंधित होता है।

कोशिकाओं में होने वाले अधिकांश प्रकार के कार्यों के लिए, एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। उसी समय, जब फॉस्फोरिक एसिड के टर्मिनल अवशेषों को साफ किया जाता है, तो एटीपी को एडीपी (एडेनोसिन डिफोस्फोरिक एसिड) में बदल दिया जाता है, जब दूसरा फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों को साफ किया जाता है, तो यह एएमपी (एडेनोसिन मोनोफॉस्फोरिक एसिड) बन जाता है। टर्मिनल और फॉस्फोरिक एसिड के दूसरे अवशेषों दोनों के उन्मूलन के दौरान मुक्त ऊर्जा की उपज प्रत्येक 30.6 kJ है। तीसरे फॉस्फेट समूह की दरार केवल 13.8 kJ की रिहाई के साथ है। टर्मिनल और फॉस्फोरिक एसिड के दूसरे, दूसरे और पहले अवशेषों के बीच के बंधन को मैक्रोर्जिक (उच्च-ऊर्जा) कहा जाता है।

एटीपी भंडार लगातार भर रहे हैं। सभी जीवों की कोशिकाओं में, एटीपी संश्लेषण फास्फोरिलीकरण की प्रक्रिया में होता है, अर्थात। एडीपी में फॉस्फोरिक एसिड के अलावा। श्वसन (माइटोकॉन्ड्रिया), ग्लाइकोलाइसिस (साइटोप्लाज्म), प्रकाश संश्लेषण (क्लोरोप्लास्ट) के दौरान अलग-अलग तीव्रता के साथ फॉस्फोराइलेशन होता है।

एटीपी ऊर्जा की रिहाई और संचय के साथ प्रक्रियाओं और ऊर्जा की आवश्यकता वाली प्रक्रियाओं के बीच मुख्य कड़ी है। इसके अलावा, एटीपी, अन्य राइबोन्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट (जीटीपी, सीटीपी, यूटीपी) के साथ, आरएनए संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है।

के लिए जाओ व्याख्यान 3"प्रोटीन की संरचना और कार्य। एंजाइम»

के लिए जाओ व्याख्यान संख्या 5"कोशिका सिद्धांत। सेलुलर संगठन के प्रकार »

परमाणु भौतिकी के आगे विकास के लिए (विशेष रूप से, परमाणु नाभिक की संरचना का अध्ययन करने के लिए), विशेष उपकरणों की आवश्यकता थी जिसके साथ नाभिक और विभिन्न कणों को पंजीकृत करना संभव होगा, साथ ही साथ उनकी बातचीत का अध्ययन करना भी संभव होगा।

आपके लिए ज्ञात कण पहचान विधियों में से एक - जगमगाहट विधि - आवश्यक सटीकता प्रदान नहीं करती है, क्योंकि स्क्रीन पर चमक की गिनती का परिणाम काफी हद तक पर्यवेक्षक की दृश्य तीक्ष्णता पर निर्भर करता है। इसके अलावा, लंबे समय तक अवलोकन असंभव है, क्योंकि आंख जल्दी थक जाती है।

कणों को पंजीकृत करने के लिए एक अधिक उन्नत उपकरण तथाकथित गीजर काउंटर है, जिसका आविष्कार जर्मन भौतिक विज्ञानी हंस गीगर ने 1908 में किया था।

डिवाइस और इस डिवाइस के संचालन के सिद्धांत पर विचार करने के लिए, आइए चित्र 159 की ओर मुड़ें। गीजर काउंटर में एक धातु सिलेंडर होता है, जो कैथोड (यानी, एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड) होता है, और इसकी धुरी के साथ फैला एक पतला तार होता है - एनोड (यानी, सकारात्मक इलेक्ट्रोड)। कैथोड और एनोड प्रतिरोध R के माध्यम से एक उच्च वोल्टेज स्रोत (200-1000 V के क्रम के) से जुड़े होते हैं, जिसके कारण इलेक्ट्रोड के बीच की जगह में एक मजबूत विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है। दोनों इलेक्ट्रोड को एक दुर्लभ गैस (आमतौर पर आर्गन) से भरी एक सीलबंद ग्लास ट्यूब में रखा जाता है।

चावल। 159. गीजर काउंटर के उपकरण का आरेख

जब तक गैस को आयनित नहीं किया जाता है, तब तक वोल्टेज स्रोत के विद्युत परिपथ में कोई धारा नहीं होती है। यदि गैस परमाणुओं को आयनित करने में सक्षम कोई कण इसकी दीवारों के माध्यम से ट्यूब में उड़ जाता है, तो ट्यूब में एक निश्चित मात्रा में इलेक्ट्रॉन-आयन जोड़े बनते हैं। इलेक्ट्रॉन और आयन संबंधित इलेक्ट्रोड की ओर बढ़ने लगते हैं।

यदि विद्युत क्षेत्र की ताकत काफी अधिक है, तो माध्य मुक्त पथ (यानी, गैस अणुओं के साथ टकराव के बीच) पर इलेक्ट्रॉन पर्याप्त रूप से बड़ी ऊर्जा प्राप्त करते हैं और गैस परमाणुओं को आयनित करते हैं, जिससे आयनों और इलेक्ट्रॉनों की एक नई पीढ़ी बनती है, जो भी ले सकती है आयनीकरण में भाग, और आदि। ट्यूब में एक तथाकथित इलेक्ट्रॉन-आयन हिमस्खलन बनता है, जिसके परिणामस्वरूप सर्किट में वर्तमान ताकत और प्रतिरोध आर में वोल्टेज में एक अल्पकालिक और तेज वृद्धि होती है। यह वोल्टेज पल्स, यह दर्शाता है कि एक कण काउंटर में प्रवेश कर गया है, एक विशेष उपकरण द्वारा दर्ज किया गया है।

चूंकि प्रतिरोध आर बहुत अधिक है (10 9 ओम के क्रम का), तो वर्तमान प्रवाह के समय, स्रोत वोल्टेज का मुख्य हिस्सा ठीक उसी पर गिरता है, जिसके परिणामस्वरूप कैथोड और एनोड के बीच वोल्टेज कम हो जाता है तेजी से और निर्वहन स्वचालित रूप से बंद हो जाता है (चूंकि यह वोल्टेज इलेक्ट्रॉन-आयन जोड़े की नई पीढ़ियों के गठन के लिए अपर्याप्त हो जाता है)। डिवाइस अगले कण को ​​पंजीकृत करने के लिए तैयार है।

गीजर काउंटर मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों को पंजीकृत करने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन ऐसे मॉडल हैं जो γ-क्वांटा को पंजीकृत करने के लिए भी उपयुक्त हैं।

काउंटर केवल आपको इस तथ्य को दर्ज करने की अनुमति देता है कि एक कण इसके माध्यम से उड़ता है। 1912 में स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी चार्ल्स विल्सन द्वारा आविष्कार किए गए उपकरण द्वारा सूक्ष्म जगत का अध्ययन करने के लिए बहुत अधिक अवसर दिए गए हैं और इसे क्लाउड चैंबर कहा जाता है।

क्लाउड चैंबर (चित्र 160) में एक ग्लास कवर LL के साथ एक कम ग्लास सिलेंडर CC होता है (सिलेंडर को चित्र में अनुभाग में दिखाया गया है)। पिस्टन पी सिलेंडर के अंदर जा सकता है। चैम्बर के नीचे एक काला कपड़ा एफएफ है। इस तथ्य के कारण कि ऊतक को पानी और एथिल अल्कोहल के मिश्रण से सिक्त किया जाता है, कक्ष में हवा इन तरल पदार्थों के वाष्प से संतृप्त होती है।

चावल। 160. डिवाइस क्लाउड चैम्बर की योजना

पिस्टन के तेजी से नीचे की ओर गति के साथ, कक्ष में तरल पदार्थों की हवा और वाष्प का विस्तार होता है, उनकी आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है और तापमान कम हो जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, यह वाष्प संघनन (कोहरे) का कारण बनेगा। हालांकि, क्लाउड चैंबर में ऐसा नहीं होता है, क्योंकि तथाकथित संघनन नाभिक (धूल के कण, आयन, आदि) पहले इससे हटा दिए जाते हैं। इसलिए, इस मामले में, जैसे-जैसे कक्ष में तापमान कम होता है, तरल पदार्थों के वाष्प अतिसंतृप्त हो जाते हैं, अर्थात, वे एक अत्यंत अस्थिर अवस्था में चले जाते हैं, जिसमें वे आसानी से कक्ष में बने किसी भी संघनन नाभिक पर संघनित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए, आयनों पर .

अध्ययन किए गए कणों को एक पतली खिड़की के माध्यम से कक्ष में प्रवेश दिया जाता है (कभी-कभी कण स्रोत को कक्ष के अंदर रखा जाता है)। गैस के माध्यम से तेज गति से उड़ते हुए, कण अपने रास्ते में आयन बनाते हैं। ये आयन संघनन नाभिक बन जाते हैं, जिस पर तरल वाष्प छोटी बूंदों के रूप में संघनित होती है (जल वाष्प मुख्य रूप से नकारात्मक आयनों पर संघनित होती है, सकारात्मक पर एथिल अल्कोहल वाष्प)। कण के पूरे पथ के साथ, बूंदों (ट्रैक) का एक पतला निशान दिखाई देता है, जिसके कारण इसकी गति का प्रक्षेपवक्र दिखाई देता है।

यदि आप एक मेघ कक्ष को चुंबकीय क्षेत्र में रखते हैं, तो आवेशित कणों के प्रक्षेप पथ घुमावदार होते हैं। ट्रेस झुकने की दिशा से, कोई कण के चार्ज के संकेत का न्याय कर सकता है, और वक्रता की त्रिज्या से, कोई इसके द्रव्यमान, ऊर्जा और चार्ज का निर्धारण कर सकता है।

चेंबर में लंबे समय तक ट्रैक मौजूद नहीं होते हैं, क्योंकि हवा गर्म हो जाती है, चैम्बर की दीवारों से गर्मी प्राप्त होती है, और बूंदें वाष्पित हो जाती हैं। नए निशान प्राप्त करने के लिए, एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके मौजूदा आयनों को हटाना आवश्यक है, एक पिस्टन के साथ हवा को संपीड़ित करें, जब तक कि कक्ष में हवा, संपीड़न के दौरान गर्म न हो जाए, ठंडा हो जाए और एक नया विस्तार करें।

आमतौर पर, क्लाउड चैंबर में कण ट्रैक न केवल देखे जाते हैं, बल्कि फोटो भी खींचे जाते हैं। इस मामले में, कक्ष को प्रकाश किरणों की एक शक्तिशाली किरण के साथ पक्ष से प्रकाशित किया जाता है, जैसा कि चित्र 160 में दिखाया गया है।

क्लाउड चैंबर के साथ, परमाणु भौतिकी और प्राथमिक कण भौतिकी के क्षेत्र में कई महत्वपूर्ण खोजें की गईं।

क्लाउड चैंबर की किस्मों में से एक 1952 में आविष्कार किया गया बबल चैंबर है। यह मोटे तौर पर एक बादल कक्ष के समान सिद्धांत पर काम करता है, लेकिन सुपरसैचुरेटेड भाप के बजाय, यह क्वथनांक से ऊपर एक तरल का उपयोग करता है (उदाहरण के लिए, तरल हाइड्रोजन)। जब एक आवेशित कण इस तरल में अपने प्रक्षेपवक्र के साथ चलता है, तो वाष्प के बुलबुले की एक श्रृंखला बनती है। बबल चैंबर क्लाउड चैंबर से तेज है।

प्रशन

1. चित्र 159 के अनुसार, हमें डिवाइस और गीजर काउंटर के संचालन के सिद्धांत के बारे में बताएं।
2. गीजर काउंटर में किस प्रकार के कणों का उपयोग किया जाता है?
3. चित्र 160 के अनुसार, हमें डिवाइस और क्लाउड चैम्बर के संचालन के सिद्धांत के बारे में बताएं।
4. चुंबकीय क्षेत्र में रखे मेघ कक्ष का उपयोग करके कणों की कौन-सी विशेषताएँ निर्धारित की जा सकती हैं?
5. मेघ कक्ष की तुलना में बुलबुला कक्ष का क्या लाभ है? ये उपकरण कैसे भिन्न हैं?

प्राथमिक कणों को पदार्थ से गुजरते समय छोड़े गए निशान के कारण देखा जा सकता है। निशान की प्रकृति कण के आवेश के संकेत, उसकी ऊर्जा और गति का न्याय करना संभव बनाती है। आवेशित कण अपने मार्ग में अणुओं के आयनीकरण का कारण बनते हैं। तटस्थ कण अपने रास्ते में कोई निशान नहीं छोड़ते हैं, लेकिन वे खुद को आवेशित कणों में क्षय के समय या किसी नाभिक से टकराने के क्षण में प्रकट कर सकते हैं। इसलिए, उत्पन्न या आवेशित कणों के कारण होने वाले आयनीकरण द्वारा भी तटस्थ कणों का पता लगाया जाता है।

गैस-डिस्चार्ज गीजर काउंटर. एक गीजर काउंटर स्वचालित रूप से कणों की गिनती के लिए एक उपकरण है। काउंटर में एक धातु की परत (कैथोड) के साथ अंदर से ढकी एक कांच की ट्यूब होती है और ट्यूब (एनोड) की धुरी के साथ चलने वाला एक पतला धातु का धागा होता है।

ट्यूब आमतौर पर एक अक्रिय गैस (आर्गन) से भरी होती है। डिवाइस का संचालन प्रभाव आयनीकरण पर आधारित है। गैस के माध्यम से उड़ने वाला एक आवेशित कण परमाणुओं से टकराता है, जिसके परिणामस्वरूप सकारात्मक गैस आयन और इलेक्ट्रॉन बनते हैं। कैथोड और एनोड के बीच का विद्युत क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को ऊर्जा में गति देता है जिस पर प्रभाव आयनीकरण शुरू होता है। आयनों और इलेक्ट्रॉनों का हिमस्खलन दिखाई देता है, और काउंटर के माध्यम से करंट तेजी से बढ़ता है। इस मामले में, लोड प्रतिरोध आर पर एक वोल्टेज पल्स बनता है, जिसे गिनती डिवाइस को खिलाया जाता है।

गीजर काउंटर मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों और -क्वांटा को पंजीकृत करने के लिए उपयोग किया जाता है। भारी कणों (उदाहरण के लिए, -कण) का पंजीकरण मुश्किल है, क्योंकि काउंटर में इन कणों के लिए पर्याप्त पतली "खिड़की" पारदर्शी बनाना मुश्किल है।

बादल कक्ष. 1912 में बने एक बादल कक्ष में, एक आवेशित कण एक निशान छोड़ता है जिसे सीधे देखा जा सकता है या फोटो खींचा जा सकता है। कक्ष का संचालन पानी की बूंदों को बनाने के लिए आयनों पर सुपरसैचुरेटेड भाप के संघनन पर आधारित है। ये आयन एक गतिमान आवेशित कण द्वारा इसके प्रक्षेपवक्र के साथ निर्मित होते हैं। कण द्वारा छोड़े गए ट्रेस (ट्रैक) की लंबाई से, कोई कण की ऊर्जा निर्धारित कर सकता है, और ट्रैक की प्रति यूनिट लंबाई में बूंदों की संख्या से, कोई इसकी गति का अनुमान लगा सकता है। अत्यधिक आवेशित कण एक मोटा ट्रैक छोड़ते हैं।

बुलबुला कक्ष। 1952 में अमेरिकी वैज्ञानिक डी. ग्लेसर ने कण पटरियों का पता लगाने के लिए एक सुपरहीटेड तरल का उपयोग करने का सुझाव दिया। कक्ष के माध्यम से उड़ने वाला एक आयनकारी कण तरल के तेजी से उबलने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप कण का निशान वाष्प के बुलबुले की एक श्रृंखला द्वारा इंगित किया जाता है - एक ट्रैक बनता है।

पायस कक्ष।सोवियत भौतिक विज्ञानी एल.वी. माईसोव्स्की और ए.पी. Zhdanov माइक्रोपार्टिकल्स को पंजीकृत करने के लिए फोटोग्राफिक प्लेटों का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे। आवेशित कणों का फोटोग्राफिक इमल्शन पर वैसा ही प्रभाव पड़ता है जैसा कि फोटॉन का होता है। इसलिए, इमल्शन में प्लेट के विकास के बाद, उड़ने वाले कण का एक दृश्य निशान (ट्रैक) बनता है। फोटोग्राफिक प्लेट विधि की एक खामी इमल्शन परत की छोटी मोटाई थी, जिसके परिणामस्वरूप केवल परत विमान के समानांतर पड़े कणों के ट्रैक पूरी तरह से प्राप्त किए गए थे।

इमल्शन कक्षों में, फोटोग्राफिक इमल्शन की अलग-अलग परतों से बने मोटे पैक विकिरण के संपर्क में आते हैं। इस विधि को मोटी परत वाले फोटोग्राफिक इमल्शन की विधि कहा जाता था।

इस लेख में, हम भौतिकी (ग्रेड 9) में एक पाठ की तैयारी में मदद करेंगे। कण अनुसंधान कोई सामान्य विषय नहीं है, बल्कि आणविक परमाणु विज्ञान की दुनिया में एक बहुत ही रोचक और रोमांचक भ्रमण है। सभ्यता हाल ही में इस तरह के स्तर की प्रगति हासिल करने में सक्षम थी, और वैज्ञानिक अभी भी बहस कर रहे हैं कि क्या मानवता को इस तरह के ज्ञान की आवश्यकता है? आखिरकार, अगर लोग एक परमाणु विस्फोट की प्रक्रिया को दोहरा सकते हैं जिससे ब्रह्मांड का उदय हुआ, तो न केवल हमारा ग्रह, बल्कि पूरा ब्रह्मांड नष्ट हो सकता है।

हम किन कणों के बारे में बात कर रहे हैं और उनका अध्ययन क्यों करना है

इन प्रश्नों के आंशिक उत्तर भौतिकी के पाठ्यक्रम द्वारा दिए जाते हैं। प्रायोगिक कण अनुसंधान यह देखने का एक तरीका है कि सबसे शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी से भी मनुष्यों के लिए क्या दुर्गम है। लेकिन पहले चीजें पहले।

एक प्राथमिक कण एक सामूहिक शब्द है जो उन कणों को संदर्भित करता है जिन्हें अब छोटे टुकड़ों में विभाजित नहीं किया जा सकता है। भौतिकविदों द्वारा कुल मिलाकर 350 से अधिक प्राथमिक कणों की खोज की गई है। हम सबसे अधिक प्रोटॉन, न्यूरॉन्स, इलेक्ट्रॉनों, फोटॉन, क्वार्क के बारे में सुनने के आदी हैं। ये तथाकथित मौलिक कण हैं।

प्राथमिक कणों के लक्षण

सभी छोटे कणों में समान गुण होते हैं: वे अपने प्रभाव के प्रभाव में पारस्परिक रूप से बदल सकते हैं। कुछ में मजबूत विद्युत चुम्बकीय गुण होते हैं, अन्य में कमजोर गुरुत्वाकर्षण गुण होते हैं। लेकिन सभी प्राथमिक कणों को निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है:

• वज़न।
• स्पिन गति का आंतरिक क्षण है।
• आवेश।
• जीवन काल।
• समानता।
• चुंबकीय पल।
• बेरियन चार्ज।
• लेप्टन चार्ज।

पदार्थ की संरचना के सिद्धांत में एक संक्षिप्त भ्रमण

किसी भी पदार्थ में परमाणु होते हैं, जिसके बदले में एक नाभिक और इलेक्ट्रॉन होते हैं। इलेक्ट्रॉन, सौर मंडल के ग्रहों की तरह, नाभिक के चारों ओर घूमते हैं, प्रत्येक अपनी धुरी पर। परमाणु पैमाने पर उनके बीच की दूरी बहुत बड़ी है। नाभिक में प्रोटॉन और न्यूरॉन्स होते हैं, उनके बीच का संबंध इतना मजबूत है कि विज्ञान के लिए ज्ञात किसी भी तरह से उन्हें अलग करना असंभव है। यह कणों (संक्षेप में) के अध्ययन के लिए प्रायोगिक विधियों का सार है।

हमारे लिए इसकी कल्पना करना कठिन है, लेकिन परमाणु संचार पृथ्वी पर ज्ञात सभी शक्तियों से लाखों गुना अधिक है। हम रासायनिक, परमाणु विस्फोट जानते हैं। लेकिन जो चीज प्रोटॉन और न्यूरॉन्स को एक साथ रखती है वह कुछ और है। शायद यही ब्रह्मांड की उत्पत्ति के रहस्य को जानने की कुंजी है। इसलिए कणों के अध्ययन के लिए प्रायोगिक विधियों का अध्ययन करना इतना महत्वपूर्ण है।

कई प्रयोगों ने वैज्ञानिकों को इस विचार के लिए प्रेरित किया कि न्यूरॉन्स और भी छोटी इकाइयों से बने होते हैं और उन्हें क्वार्क कहा जाता है। उनके अंदर क्या है यह अभी पता नहीं चल पाया है। लेकिन क्वार्क अविभाज्य इकाइयाँ हैं। यही है, एक को बाहर करने का कोई तरीका नहीं है। यदि वैज्ञानिक एक क्वार्क निकालने के लिए कण प्रयोग का उपयोग करते हैं, चाहे वे कितने भी प्रयास करें, कम से कम दो क्वार्क हमेशा जारी होते हैं। यह एक बार फिर परमाणु क्षमता की अविनाशी ताकत की पुष्टि करता है।

कणों का अध्ययन करने के तरीके क्या हैं

आइए हम कणों के अध्ययन की प्रायोगिक विधियों की ओर सीधे आगे बढ़ें (सारणी 1)।

विधि का नाम		परिचालन सिद्धांत
	चमक (ल्यूमिनेसेंस)	रेडियोधर्मी औषधि तरंगों का उत्सर्जन करती है, जिससे कण टकराते हैं और अलग-अलग चमक देखी जा सकती है।
	तेजी से आवेशित कणों द्वारा गैस के अणुओं का आयनीकरण	यह पिस्टन को तेज गति से कम करता है, जिससे भाप की मजबूत शीतलन होती है, जो सुपरसैचुरेटेड हो जाती है। घनीभूत की बूंदें आयनों की श्रृंखला के प्रक्षेपवक्र को दर्शाती हैं।
बुलबुला कक्ष	तरल आयनीकरण	कार्य स्थान का आयतन गर्म तरल हाइड्रोजन या प्रोपेन से भरा होता है, जिस पर दबाव डाला जाता है। राज्य को ज़्यादा गरम करें और दबाव को तेजी से कम करें। आवेशित कण, और भी अधिक ऊर्जा के साथ कार्य करते हुए, हाइड्रोजन या प्रोपेन को उबालते हैं। जिस प्रक्षेप पथ पर कण चले गए, उस पर वाष्प की बूंदें बनती हैं।
जगमगाहट विधि (स्पिंथरिस्कोप)	चमक (ल्यूमिनेसेंस)	जब गैस के अणु आयनित होते हैं, तो बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन-आयन जोड़े उत्पन्न होते हैं। तनाव जितना अधिक होता है, उतने ही अधिक मुक्त जोड़े तब तक उठते हैं जब तक कि वह चरम पर नहीं पहुंच जाता है और एक भी मुक्त आयन नहीं बचा है। इस समय, काउंटर कण को ​​पंजीकृत करता है। यह आवेशित कणों के अध्ययन के लिए पहली प्रायोगिक विधियों में से एक है, और 1912 में गीजर काउंटर की तुलना में पांच साल बाद इसका आविष्कार किया गया था। संरचना सरल है: एक गिलास सिलेंडर, अंदर - एक पिस्टन। नीचे पानी और शराब में भिगोया हुआ एक काला कपड़ा है, ताकि कक्ष में हवा उनके वाष्प से संतृप्त हो जाए। पिस्टन नीचे और ऊपर उठने लगता है, जिससे दबाव बनता है, जिससे गैस ठंडी हो जाती है। संघनन बनना चाहिए, लेकिन यह मौजूद नहीं है, क्योंकि कक्ष में कोई संघनन केंद्र (आयन या धूल का दाना) नहीं है। उसके बाद, फ्लास्क को कण - आयन या धूल प्राप्त करने के लिए उठाया जाता है। कण अपने प्रक्षेपवक्र के साथ घूमना और घनीभूत होना शुरू कर देता है, जिसे देखा जा सकता है। एक कण जिस पथ पर चलता है उसे पथ कहते हैं। इस पद्धति का नुकसान यह है कि कणों की सीमा बहुत छोटी है। इसने एक सघन माध्यम वाले उपकरण पर आधारित एक अधिक प्रगतिशील सिद्धांत को जन्म दिया। बुलबुला कक्ष कणों के अध्ययन के लिए निम्नलिखित प्रयोगात्मक विधि में एक बादल कक्ष के संचालन का एक समान सिद्धांत है - केवल एक संतृप्त गैस के बजाय, एक ग्लास फ्लास्क में एक तरल होता है। सिद्धांत का आधार यह है कि उच्च दबाव में, एक तरल क्वथनांक से ऊपर उबलना शुरू नहीं कर सकता है। लेकिन जैसे ही एक आवेशित कण दिखाई देता है, तरल अपनी गति के पथ पर उबलने लगता है, वाष्प अवस्था में बदल जाता है। इस प्रक्रिया की बूंदों को एक कैमरे द्वारा कैद किया जाता है। मोटी परत वाले फोटोग्राफिक इमल्शन की विधि आइए भौतिकी में तालिका पर लौटें "कणों की जांच के लिए प्रायोगिक तरीके"। इसमें क्लाउड चेंबर और बबल विधि के साथ-साथ मोटी परत वाले फोटोग्राफिक इमल्शन का उपयोग करके कणों का पता लगाने की एक विधि पर विचार किया गया था। प्रयोग पहली बार सोवियत भौतिकविदों एल.वी. माईसोव्स्की और ए.पी. 1928 में ज़ादानोव। विचार बहुत सरल है। प्रयोगों के लिए, फोटोग्राफिक इमल्शन की मोटी परत से ढकी प्लेट का उपयोग किया जाता है। इस फोटोग्राफिक इमल्शन में सिल्वर ब्रोमाइड क्रिस्टल होते हैं। जब एक आवेशित कण एक क्रिस्टल में प्रवेश करता है, तो यह इलेक्ट्रॉनों को परमाणु से अलग करता है, जो एक छिपी हुई श्रृंखला बनाता है। इसे फिल्म विकसित करके देखा जा सकता है। परिणामी छवि आपको कण की ऊर्जा और द्रव्यमान की गणना करने की अनुमति देती है। वास्तव में, ट्रैक बहुत छोटा और सूक्ष्म रूप से छोटा है। लेकिन विधि अच्छी है क्योंकि विकसित चित्र को अनंत बार बढ़ाया जा सकता है, जिससे उसका बेहतर अध्ययन हो सके। जगमगाहट विधि यह पहली बार 1911 में रदरफोर्ड द्वारा आयोजित किया गया था, हालांकि यह विचार कुछ समय पहले एक अन्य वैज्ञानिक यू. क्रुप से उत्पन्न हुआ था। इस तथ्य के बावजूद कि अंतर 8 साल था, इस दौरान डिवाइस में सुधार करना पड़ा। मूल सिद्धांत यह है कि एक ल्यूमिनसेंट पदार्थ के साथ लेपित एक स्क्रीन प्रकाश की चमक प्रदर्शित करेगी क्योंकि एक चार्ज कण गुजरता है। एक शक्तिशाली ऊर्जा वाले कण के संपर्क में आने पर किसी पदार्थ के परमाणु उत्तेजित होते हैं। टक्कर के समय, एक फ्लैश होता है, जो एक माइक्रोस्कोप के तहत देखा जाता है। यह विधि भौतिकविदों के बीच बहुत अलोकप्रिय है। इसके कई नुकसान हैं। सबसे पहले, प्राप्त परिणामों की सटीकता व्यक्ति की दृश्य तीक्ष्णता पर बहुत निर्भर करती है। यदि आप पलक झपकाते हैं, तो आप एक बहुत ही महत्वपूर्ण क्षण को याद कर सकते हैं। दूसरे, लंबे समय तक देखने से आंखें बहुत जल्दी थक जाती हैं और इसलिए परमाणुओं का अध्ययन असंभव हो जाता है। जाँच - परिणाम आवेशित कणों के अध्ययन के लिए कई प्रयोगात्मक विधियाँ हैं। चूंकि पदार्थ के परमाणु इतने छोटे होते हैं कि उन्हें सबसे शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी से भी देखना मुश्किल होता है, इसलिए वैज्ञानिकों को यह समझने के लिए प्रयोग करना पड़ता है कि केंद्र के बीच में क्या है। इस स्तर पर सभ्यता के विकास में एक लंबा सफर तय किया गया है और सबसे दुर्गम तत्वों का अध्ययन किया गया है। शायद उनमें ही ब्रह्मांड के रहस्य छिपे हैं।

लेखक: फोमिचवा एसई, भौतिकी के शिक्षक किरोव शहर के एमबीओयू "माध्यमिक विद्यालय संख्या 27" प्राथमिक कणों के पंजीकरण और अवलोकन के लिए तरीके गीजर काउंटर विल्सन कक्ष बुलबुला कक्ष फोटो इमल्शन विधि जगमगाहट विधि स्पार्क कक्ष (1 9 08) स्वचालित गिनती के लिए डिज़ाइन किया गया कण। आपको प्रति सेकंड 10,000 या अधिक कणों को पंजीकृत करने की अनुमति देता है। लगभग हर इलेक्ट्रॉन (100%) और 1 में 100 गामा-क्वांटा (1%) को पंजीकृत करता है भारी कणों का पंजीकरण मुश्किल है हंस विल्हेम गीगर 1882-1945 डिवाइस: 2. कैथोड - एक पतली धातु परत 3. एनोड - एक पतली धातु का धागा 1 ग्लास ट्यूब, आर्गन से भरी हुई 4. रिकॉर्डिंग डिवाइस -क्वांटम का पता लगाने के लिए, ट्यूब की भीतरी दीवार एक ऐसी सामग्री से ढकी होती है जिससे γ-क्वांटा इलेक्ट्रॉनों को निकालता है। क्रिया का सिद्धांत: क्रिया प्रभाव आयनीकरण पर आधारित है। गैस के माध्यम से उड़ने वाला एक आवेशित कण परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटा देता है। इलेक्ट्रॉनों और आयनों का हिमस्खलन होता है। काउंटर के माध्यम से करंट तेजी से बढ़ता है। रोकनेवाला R के आर-पार एक वोल्टेज पल्स बनता है, जिसे एक काउंटिंग डिवाइस द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है। एनोड और कैथोड के बीच वोल्टेज तेजी से घटता है। निर्वहन बंद हो जाता है, काउंटर फिर से संचालन के लिए तैयार है (1912)। कणों के बारे में जानकारी देखने और प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया। जब कोई कण गुजरता है, तो वह एक निशान छोड़ देता है - एक ट्रैक जिसे सीधे देखा जा सकता है या फोटो खींचा जा सकता है। केवल आवेशित कण ही ​​स्थिर होते हैं, उदासीन कण परमाणु के आयनीकरण का कारण नहीं बनते हैं, उनकी उपस्थिति द्वितीयक प्रभावों से आंकी जाती है। चार्ल्स थॉमसन रीज़ विल्सन 1869-1959 डिवाइस: 7. जल वाष्प और अल्कोहल से भरा चैंबर 1. कण स्रोत 2. क्वार्ट्ज ग्लास 3. विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए इलेक्ट्रोड 6. ट्रैक 5. पिस्टन 4. फैन ऑपरेटिंग सिद्धांत: ऑपरेशन पर आधारित है अस्थिर राज्य वातावरण का उपयोग। कक्ष में वाष्प संतृप्ति के करीब है। जब पिस्टन को नीचे किया जाता है, एक रुद्धोष्म प्रसार होता है और भाप अतिसंतृप्त हो जाती है। पानी की बूंदें ट्रैक बनाती हैं। उड़ने वाला कण परमाणुओं को आयनित करता है, जिस पर वाष्प, जो अस्थिर अवस्था में होती है, संघनित होती है। पिस्टन ऊपर उठता है, बूंदें वाष्पित हो जाती हैं, विद्युत क्षेत्र आयनों को हटा देता है और कक्ष अगले कण को ​​प्राप्त करने के लिए तैयार होता है। प्रति यूनिट लंबाई में बूंदों की संख्या से - गति के बारे में (अधिक एन, वी); ट्रैक की मोटाई के अनुसार - आवेश के परिमाण के बारे में (अधिक d, q); चुंबकीय क्षेत्र में ट्रैक की वक्रता के अनुसार, एक कण के आवेश का उसके द्रव्यमान के अनुपात के बारे में (अधिक आर, जितना अधिक एम और वी, उतना ही अधिक क्यू); मोड़ की दिशा में कण के आवेश के चिन्ह के बारे में। (1952) कणों के बारे में जानकारी देखने और प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया। पटरियों का अध्ययन किया जाता है, लेकिन, बादल कक्ष के विपरीत, यह उच्च ऊर्जा वाले कणों का अध्ययन करने की अनुमति देता है। इसका एक छोटा कर्तव्य चक्र है - लगभग 0.1 s। आपको कणों के क्षय और इसके कारण होने वाली प्रतिक्रियाओं का निरीक्षण करने की अनुमति देता है। डोनाल्ड आर्थर ग्लेसर 1926-2013 व्यवस्था: बादल कक्ष के समान, लेकिन वाष्प के बजाय तरल हाइड्रोजन या प्रोपेन का उपयोग किया जाता है। तरल क्वथनांक से ऊपर के तापमान पर उच्च दबाव में होता है। पिस्टन उतरता है, दबाव गिरता है और द्रव अस्थिर, अधिक गरम अवस्था में होता है। वाष्प बुलबुले ट्रैक बनाते हैं। उड़ने वाला कण परमाणुओं को आयनित करता है, जो वाष्पीकरण के केंद्र बन जाते हैं। पिस्टन ऊपर उठता है, भाप संघनित होता है, विद्युत क्षेत्र आयनों को हटा देता है और कक्ष अगले कण (1895) को प्राप्त करने के लिए तैयार होता है। प्लेट एक इमल्शन से ढकी होती है जिसमें बड़ी संख्या में सिल्वर ब्रोमाइड क्रिस्टल होते हैं। उड़ते हुए, कण ब्रोमीन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को फाड़ देता है, ऐसे क्रिस्टल की एक श्रृंखला एक गुप्त छवि बनाती है। इन क्रिस्टल में विकसित होने पर, धात्विक चांदी बहाल हो जाती है। चांदी के दानों की एक श्रृंखला एक ट्रैक बनाती है। एंटोनी हेनरी बेकरेल यह विधि कणों और नाभिक के बीच दुर्लभ घटनाओं को दर्ज करना संभव बनाती है। 1. एल्युमिनियम फॉयल 4. डायनोड 5. एनोड 3. फोटोकैथोड 2. स्किंटिलर जगमगाहट विधि में प्रकाश की छोटी-छोटी चमकों को गिनना शामिल है जब अल्फा कण जिंक सल्फाइड के साथ लेपित स्क्रीन से टकराते हैं। यह एक जगमगाता हुआ और एक फोटोमल्टीप्लायर का एक संयोजन है। सभी कण और 100% गामा क्वांटा पंजीकृत हैं। आपको कणों की ऊर्जा निर्धारित करने की अनुमति देता है। समानांतर धातु इलेक्ट्रोड की एक प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है, जिसके बीच का स्थान एक अक्रिय गैस से भरा होता है। प्लेटों के बीच की दूरी 1 से 10 सेमी है। डिस्चार्ज स्पार्क्स सख्ती से स्थानीयकृत हैं। वे वहां उत्पन्न होते हैं जहां मुफ्त शुल्क होते हैं। स्पार्क कक्षों में कई मीटर के क्रम में आयाम हो सकते हैं। जब कोई कण प्लेटों के बीच से गुजरता है, तो एक चिंगारी टूटती है, जिससे एक उग्र ट्रैक बनता है। लाभ यह है कि पंजीकरण प्रक्रिया प्रबंधनीय है।