დამუხტული ნაწილაკების აღრიცხვის მოწყობილობებს დეტექტორები ეწოდება. დეტექტორების ორი ძირითადი ტიპი არსებობს:

1) დისკრეტული(ნაწილაკების ენერგიის დათვლა და განსაზღვრა): გეიგერის მრიცხველი, იონიზაციის კამერა და სხვ.;

2) სიმღერა(რაც შესაძლებელს ხდის დეტექტორის სამუშაო მოცულობაში ნაწილაკების კვალის (კვალის) დაკვირვებას და გადაღებას): ვილსონის კამერა, ბუშტუკოვანი კამერა, სქელი ფენის ფოტოგრაფიული ემულსიები და ა.შ.

1. გაზის გამონადენი გეიგერის მრიცხველი.მაღალი ენერგიის ელექტრონების და \(~\გამა\)-კვანტების (ფოტონების) დასარეგისტრირებლად გამოიყენება გეიგერ-მიულერის მრიცხველი. იგი შედგება მინის მილისგან (სურ. 22.4), რომლის შიდა კედლებს მიმდებარე აქვს კათოდი K - თხელი ლითონის ცილინდრი; ანოდი A არის თხელი ლითონის მავთული, რომელიც გადაჭიმულია მრიცხველის ღერძის გასწვრივ. მილი ივსება გაზით, ჩვეულებრივ არგონით. მრიცხველი შედის სარეგისტრაციო წრეში. უარყოფითი პოტენციალი ვრცელდება სხეულზე, დადებითი პოტენციალი ვრცელდება ძაფზე. მრიცხველთან სერიულად არის დაკავშირებული რეზისტორი R, საიდანაც სიგნალი მიეწოდება ჩამწერ მოწყობილობას.

მრიცხველის მოქმედება ეფუძნება ზემოქმედების იონიზაციას. მიეცით მრიცხველში ნაწილაკი, რომელმაც შექმნა მინიმუმ ერთი წყვილი გზაზე: „იონი + ელექტრონი“. ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ ანოდისკენ (ძაფისკენ), მზარდი ინტენსივობით ვარდებიან ველში (ძაბვა A-დან K-ს შორის ~ 1600 V), მათი სიჩქარე სწრაფად იზრდება და გზაზე ისინი ქმნიან იონურ ზვავს (ხდება ზემოქმედების იონიზაცია). ძაფზე მოხვედრისას ელექტრონები ამცირებენ მის პოტენციალს, რის შედეგადაც დენი გაივლის რეზისტორ R-ში. მის ბოლოებზე ჩნდება ძაბვის პულსი, რომელიც შედის სარეგისტრაციო მოწყობილობაში.

რეზისტორზე ძაბვის ვარდნა ხდება, ანოდის პოტენციალი მცირდება და მრიცხველის შიგნით ველის სიძლიერე მცირდება, რის შედეგადაც მცირდება ელექტრონების კინეტიკური ენერგია. გამონადენი ჩერდება. ამრიგად, რეზისტორი ასრულებს წინააღმდეგობის როლს, ავტომატურად აქრობს ზვავის გამონადენს. დადებითი იონები მიედინება კათოდში \(~t \დაახლოებით 10^(-4)\) წამში, გამონადენის დაწყებიდან.

გეიგერის მრიცხველი საშუალებას გაძლევთ დაარეგისტრიროთ 10 4 ნაწილაკი წამში. იგი ძირითადად გამოიყენება ელექტრონების და \(~\გამა\)-კვანტების აღრიცხვისთვის. თუმცა, \(~\გამა\)-კვანტები პირდაპირ არ არის რეგისტრირებული მათი დაბალი მაიონებელი უნარის გამო. მათი აღმოსაჩენად, მილის შიდა კედელი დაფარულია მასალით, საიდანაც \(~\გამა\)-კვანტები არღვევს ელექტრონებს. ელექტრონების აღრიცხვისას მრიცხველის ეფექტურობა 100%-ია, ხოლო \(~\გამა\)-კვანტების აღრიცხვისას მხოლოდ 1%-ია.

მძიმე \(~\alpha\)-ნაწილაკების რეგისტრაცია რთულია, რადგან ძნელია ამ ნაწილაკებისთვის საკმარისად თხელი "ფანჯრის" გამჭვირვალე გაკეთება მრიცხველში.

2. ვილსონის პალატა.

კამერა იყენებს მაღალი ენერგიის ნაწილაკების უნარს გაზის ატომების იონიზაციისთვის. ღრუბლის კამერა (სურ. 22.5) არის ცილინდრული ჭურჭელი დგუშით 1. ცილინდრის ზედა ნაწილი დამზადებულია გამჭვირვალე მასალისგან, კამერაში შეჰყავთ მცირე რაოდენობით წყალი ან სპირტი, რისთვისაც ჭურჭელი დაფარულია ფენით. ქვემოდან სველიხავერდოვანი ან ქსოვილი 2. კამერის შიგნით ყალიბდება ნარევი მდიდარიორთქლი და ჰაერი. დგუშის სწრაფი დაწევით 1ნარევი ფართოვდება ადიაბატურად, რასაც თან ახლავს მისი ტემპერატურის დაქვეითება. გაციებით ორთქლი ხდება ზეგაჯერებული.

თუ ჰაერი თავისუფალია მტვრის ნაწილაკებისგან, მაშინ ორთქლის კონდენსაცია სითხეში რთულია კონდენსაციის ცენტრების არარსებობის გამო. თუმცა კონდენსაციის ცენტრებიიონები ასევე შეიძლება ემსახურებოდეს. მაშასადამე, თუ დამუხტული ნაწილაკი დაფრინავს პალატაში (ისინი უშვებენ მას მე-3 ფანჯრიდან), მაიონებელი მოლეკულები მიდის გზაზე, მაშინ ორთქლის კონდენსაცია ხდება იონურ ჯაჭვზე და კამერის შიგნით ნაწილაკების ტრაექტორია ხილული ხდება დასახლებული პატარას გამო. სითხის წვეთები. წარმოქმნილი თხევადი წვეთების ჯაჭვი ქმნის ნაწილაკების კვალს. მოლეკულების თერმული მოძრაობა სწრაფად აფერხებს ნაწილაკების ბილიკს და ნაწილაკების ტრაექტორიები აშკარად ჩანს მხოლოდ დაახლოებით 0,1 წამის განმავლობაში, რაც, თუმცა, საკმარისია ფოტოგრაფიისთვის.

ტრეკის გამოჩენა ფოტოზე ხშირად განსჯის საშუალებას იძლევა ბუნებანაწილაკები და ზომამისი ენერგია.ასე რომ, \(~\alpha\)-ნაწილაკები ტოვებენ შედარებით სქელ მყარ კვალს, პროტონები - უფრო თხელი, ხოლო ელექტრონები - წერტილოვანი (სურ. 22.6). ბილიკის წარმოქმნილი გაყოფა - "ჩანგალი" მიუთითებს მიმდინარე რეაქციაზე.

კამერის მოქმედებისთვის მოსამზადებლად და დარჩენილი იონების გასაწმენდად, მის შიგნით იქმნება ელექტრული ველი, რომელიც იზიდავს იონებს ელექტროდებში, სადაც ისინი განეიტრალდებიან.

საბჭოთა ფიზიკოსებმა P.L. Kapitsa-მ და D.V. Skobeltsyn-მა შემოგვთავაზეს კამერის განთავსება მაგნიტურ ველში, რომლის გავლენითაც ნაწილაკების ტრაექტორიები იღუნება ამა თუ იმ მიმართულებით, მუხტის ნიშნის მიხედვით. ტრაექტორიის გამრუდების რადიუსი და ტრასების ინტენსივობა განსაზღვრავს ნაწილაკების ენერგიასა და მასას (სპეციფიკური მუხტი).

3. ბუშტის პალატა.ბუშტების კამერა ამჟამად გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებში. ბუშტუკების კამერაში სამუშაო მოცულობა ივსება სითხით მაღალი წნევის ქვეშ, რაც ხელს უშლის მის ადუღებას, მიუხედავად იმისა, რომ სითხის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე ატმოსფერული წნევის დროს დუღილის წერტილი. წნევის მკვეთრი შემცირებით, სითხე გადახურდება და მცირე ხნით არასტაბილურ მდგომარეობაშია. თუ დამუხტული ნაწილაკი გაფრინდება ასეთ სითხეში, მაშინ სითხე ადუღდება მისი ტრაექტორიის გასწვრივ, რადგან სითხეში წარმოქმნილი იონები ემსახურებიან აორთქლების ცენტრებს. ამ შემთხვევაში ნაწილაკების ტრაექტორია აღინიშნება ორთქლის ბუშტების ჯაჭვით, ე.ი. ხილული ხდება. თხევადი წყალბადი და C 3 H 3 პროპანი ძირითადად გამოიყენება სითხეებად. სამუშაო ციკლის ხანგრძლივობაა დაახლოებით 0,1 წმ.

უპირატესობაღრუბლის კამერის წინ ბუშტუკოვანი კამერა განპირობებულია სამუშაო ნივთიერების უფრო დიდი სიმკვრივით, რის შედეგადაც ნაწილაკი კარგავს უფრო მეტ ენერგიას, ვიდრე გაზში. ნაწილაკების ბილიკები უფრო მოკლე აღმოჩნდება და კიდევ უფრო მაღალი ენერგიის ნაწილაკები იჭედება კამერაში. ეს შესაძლებელს ხდის ბევრად უფრო ზუსტად განვსაზღვროთ ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულება და მისი ენერგია და დავაკვირდეთ ნაწილაკების თანმიმდევრული გარდაქმნების სერიას და მის გამოწვეულ რეაქციებს.

4. სქელი ფენის ფოტო ემულსიების მეთოდიშემუშავებული L.V. Mysovsky და A. P. Zhdanov.

იგი დაფუძნებულია ფოტოგრაფიული ემულსიის გავლით სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების მოქმედებით ფოტოგრაფიული ფენის გაშავების გამოყენებაზე. ასეთი ნაწილაკი იწვევს ვერცხლის ბრომიდის მოლეკულების დაშლას Ag + და Br - იონებად და ფოტოგრაფიული ემულსიის გაშავებას მოძრაობის ტრაექტორიის გასწვრივ, რაც ქმნის ლატენტურ გამოსახულებას. ამ კრისტალებში განვითარებისას მეტალის ვერცხლი მცირდება და წარმოიქმნება ნაწილაკების ბილიკი. ნაწილაკების ენერგია და მასა ფასდება ბილიკის სიგრძისა და სისქის მიხედვით.

ნაწილაკების კვალის შესასწავლად, რომლებსაც აქვთ ძალიან მაღალი ენერგია და აძლევენ ხანგრძლივ კვალს, დიდი რაოდენობით ფირფიტები აწყობენ.

ფოტოგრაფიული ემულსიის მეთოდის მნიშვნელოვანი უპირატესობა, გარდა მარტივი გამოყენებისა, არის ის, რომ იძლევა გაუჩინარებული კვალინაწილაკები, რომლებიც შემდეგ შეიძლება გულდასმით შეისწავლოს. ამან განაპირობა ამ მეთოდის ფართო გამოყენება ახალი ელემენტარული ნაწილაკების შესწავლაში. ემულსიაში ბორის ან ლითიუმის ნაერთების დამატებით, ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნეიტრონების კვალის შესასწავლად, რომლებიც ბორისა და ლითიუმის ბირთვებთან რეაქციის შედეგად წარმოქმნიან \(~\ალფა\)-ნაწილაკებს, რომლებიც იწვევენ გაშავებას. ბირთვული ემულსიის ფენა. \(~\alpha\)-ნაწილაკების კვალზე დაყრდნობით, გამოტანილია დასკვნები ნეიტრონების სიჩქარისა და ენერგიების შესახებ, რამაც გამოიწვია \(~\alpha\)-ნაწილაკების გამოჩენა.

ლიტერატურა

აქსენოვიჩ L.A. ფიზიკა საშუალო სკოლაში: თეორია. Დავალებები. ტესტები: პროკ. შემწეობა დაწესებულებებისათვის, რომლებიც უზრუნველყოფენ გენერალ. გარემო, განათლება / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; რედ. კ.ს.ფარინო. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - S. 618-621.

ელემენტარული ნაწილაკების დაკვირვება შესაძლებელია მატერიაში გავლისას მათ მიერ დატოვებული კვალის გამო. კვალის ბუნება შესაძლებელს ხდის ვიმსჯელოთ ნაწილაკების მუხტის ნიშანზე, მის ენერგიაზე, იმპულსზე და ა.შ. დამუხტული ნაწილაკები იწვევენ მოლეკულების იონიზაციას გზაზე. ნეიტრალური ნაწილაკები არ ტოვებენ კვალს, მაგრამ მათ შეუძლიათ გამოავლინონ თავი დამუხტულ ნაწილაკებად დაშლის ან რომელიმე ბირთვთან შეჯახების მომენტში. ამრიგად, საბოლოოდ ნეიტრალური ნაწილაკები ასევე აღმოჩენილია მათ მიერ წარმოქმნილი დამუხტული ნაწილაკებით გამოწვეული იონიზაციის შედეგად.

მაიონებელი ნაწილაკების აღრიცხვისთვის გამოყენებული ინსტრუმენტები იყოფა ორ ჯგუფად. პირველ ჯგუფში შედის მოწყობილობები, რომლებიც აღრიცხავენ ნაწილაკების გავლის ფაქტს და გარდა ამისა, ზოგიერთ შემთხვევაში შესაძლებელს ხდის მისი ენერგიის განსჯას. მეორე ჯგუფს ქმნიან ეგრეთ წოდებული ტრეკი მოწყობილობები, ანუ მოწყობილობები, რომლებიც შესაძლებელს ხდის მატერიაში ნაწილაკების კვალის (კვალი) დაკვირვებას.

ჩამწერი მოწყობილობები მოიცავს სცინტილაციის მრიცხველს, ჩერენკოვის მრიცხველს, იონიზაციის კამერას, გაზის გამონადენის მრიცხველს და ნახევარგამტარულ მრიცხველს.

1. სცინტილაციის მრიცხველი. დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც დაფრინავს ნივთიერებაში, იწვევს არა მხოლოდ იონიზაციას, არამედ ატომების აგზნებასაც. ნორმალურ მდგომარეობაში დაბრუნებისას ატომები ასხივებენ ხილულ სინათლეს. ნივთიერებებს, რომლებშიც დამუხტული ნაწილაკები იწვევენ შესამჩნევ სინათლის ციმციმს (სცინილაცია) ეწოდება ფოსფორი. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ფოსფორებია (თუთიის სულფიდი გააქტიურებულია ვერცხლით) და (ნატრიუმის იოდიდი გააქტიურებულია ტალიუმთან ერთად).

სცინტილაციის მრიცხველი შედგება ფოსფორისგან, საიდანაც სინათლე იკვებება სპეციალური სინათლის სახელმძღვანელოს მეშვეობით ფოტომულტიპლიკატორში. ითვლება ფოტომულტიპლიკატორის გამოსავალზე წარმოქმნილი იმპულსები. ასევე განისაზღვრება იმპულსების ამპლიტუდა, რომელიც პროპორციულია ციმციმის ინტენსივობისა. ეს იძლევა დამატებით ინფორმაციას რეგისტრირებული ნაწილაკების შესახებ. ამ ტიპის მრიცხველებისთვის დამუხტული ნაწილაკების გამოვლენის ეფექტურობა არის 100%.

2. ჩერენკოვის მრიცხველი. ამ მრიცხველის მუშაობის პრინციპი განხილულია 3.3.3 პუნქტში. (გვ. 84). მრიცხველების დანიშნულებაა გაზომონ ნაწილაკების ენერგია, რომლებიც მოძრაობენ მატერიაში სიჩქარით, რომელიც აღემატება მოცემულ გარემოში სინათლის ფაზურ სიჩქარეს. გარდა ამისა, მრიცხველები შესაძლებელს ხდის ნაწილაკების მასის მიხედვით გამოყოფას. რადიაციის გამოსხივების კუთხის ცოდნით შესაძლებელია ნაწილაკების სიჩქარის დადგენა, რომელიც ცნობილი მასით მისი ენერგიის განსაზღვრის ტოლფასია. თუ ნაწილაკების მასა უცნობია, მაშინ მისი დადგენა შესაძლებელია ნაწილაკების ენერგიის დამოუკიდებელი გაზომვით.

კოსმოსური რადიაციის შესასწავლად კოსმოსურ ხომალდებზე დამონტაჟებულია ჩერენკოვის მრიცხველები.

3. იონიზაციის კამერაარის გაზით სავსე ელექტრული კონდენსატორი, რომლის ელექტროდებზე გამოიყენება მუდმივი ძაბვა. რეგისტრირებული ნაწილაკი, ელექტროდებს შორის სივრცეში მოხვედრისას, იონიზებს გაზს. კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა ისეა შერჩეული, რომ ყველა წარმოქმნილი იონი, ერთი მხრივ, მიაღწიოს ელექტროდებს რეკომბინაციის დროის გარეშე, ხოლო მეორე მხრივ, არ აჩქარდეს ისე, რომ წარმოქმნას მეორადი იონიზაცია. შესაბამისად, იონები, რომლებიც წარმოიქმნება უშუალოდ დამუხტული ნაწილაკების მოქმედებით, გროვდება ფირფიტებზე: იზომება მთლიანი იონიზაციის დენი ან აღირიცხება ცალკეული ნაწილაკების გავლა. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, კამერა მუშაობს როგორც მრიცხველი.

4. გაზის გამონადენის მრიცხველიჩვეულებრივ შესრულებულია გაზით სავსე ლითონის ცილინდრის სახით მისი ღერძის გასწვრივ გადაჭიმული თხელი მავთულით. ცილინდრი ემსახურება როგორც კათოდს, მავთული - როგორც ანოდს. იონიზაციის კამერისგან განსხვავებით, მეორადი იონიზაცია მთავარ როლს ასრულებს გაზის გამონადენის მრიცხველში. გაზის გამონადენის ორი ტიპი არსებობს: პროპორციული მრიცხველები და გეიგერ-მიულერის მრიცხველები. პირველში გაზის გამონადენი თვითშენარჩუნებულია, მეორეში კი დამოუკიდებელი.

პროპორციულ მრიცხველებში გამომავალი პულსი პროპორციულია პირველადი იონიზაციისა, ანუ იმ ნაწილაკების ენერგიისა, რომელიც შემოვიდა მრიცხველში. ამიტომ, ეს მრიცხველები არა მხოლოდ აღრიცხავენ ნაწილაკს, არამედ ზომავენ მის ენერგიას.

გეიგერ-მიულერის მთვლელი დიზაინითა და მოქმედების პრინციპით მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება პროპორციული მრიცხველისგან, მაგრამ ის მუშაობს დენის ძაბვის მახასიათებლის რეგიონში, რომელიც შეესაბამება თვითგამონადენს, ანუ მაღალი ძაბვის რეგიონში, როდესაც გამომავალია. პულსი არ არის დამოკიდებული პირველად იონიზაციაზე. ეს მრიცხველი აღრიცხავს ნაწილაკს მისი ენერგიის გაზომვის გარეშე. ინდივიდუალური იმპულსების დასარეგისტრირებლად, წარმოქმნილი თვითშენარჩუნებული გამონადენი უნდა ჩაქრეს. ამისთვის ასეთი წინააღმდეგობა ჩართულია ძაფთან (ანოდთან) სერიულად ისე, რომ გამონადენის დენი, რომელიც წარმოიშვა მრიცხველში, იწვევს ძაბვის ვარდნას წინაღობაზე, რომელიც საკმარისია გამონადენის შესაწყვეტად.

5. ნახევარგამტარული მრიცხველი. ამ მრიცხველის მთავარი ელემენტია ნახევარგამტარული დიოდი, რომელსაც აქვს სამუშაო ფართობის ძალიან მცირე სისქე (მილიმეტრის მეათედი). შედეგად, მრიცხველი ვერ აღრიცხავს მაღალი ენერგიის ნაწილაკებს. მაგრამ ის უაღრესად საიმედოა და შეუძლია მაგნიტურ ველებში მუშაობა, რადგან ნახევარგამტარებისთვის მაგნიტორეზისტული ეფექტი (წინააღმდეგობის დამოკიდებულება მაგნიტური ველის სიძლიერეზე) ძალიან მცირეა.

ნომერზე აკონტროლეთ მოწყობილობებიმოიცავს ღრუბლის კამერას, დიფუზიის კამერას, ბუშტუკების კამერას და ბირთვულ ემულსიებს.

1. ღრუბლოვანი პალატა. ასე ჰქვია მოწყობილობას, რომელიც შექმნა ინგლისელმა ფიზიკოსმა უილსონმა 1912 წელს. იონების ბილიკი, რომელიც დაგებულია მფრინავი დამუხტული ნაწილაკის მიერ, ხილული ხდება ღრუბლის კამერაში, რადგან სითხის ზეგაჯერებული ორთქლი კონდენსირდება იონებზე. კამერა ჩვეულებრივ მზადდება მინის ცილინდრის სახით მჭიდროდ მორგებული დგუშით. ცილინდრი ივსება წყლის ორთქლით ან სპირტით გაჯერებული ნეიტრალური გაზით. გაზის მკვეთრი გაფართოებით, ორთქლი ხდება ზეგაჯერებული და ნისლის ბილიკები წარმოიქმნება პალატაში მფრინავი ნაწილაკების ტრაექტორიებზე, რომლებიც გადაღებულია სხვადასხვა კუთხით. ბილიკების გარეგნობით შეიძლება ვიმსჯელოთ მფრინავი ნაწილაკების ტიპზე, რაოდენობასა და ენერგიაზე. კამერის მაგნიტურ ველში მოთავსებით შესაძლებელია მათი მუხტის ნიშნის შეფასება ნაწილაკების ტრაექტორიების მრუდის მიხედვით.

ღრუბლოვანი პალატა დიდი ხნის განმავლობაში იყო ტრასის ტიპის ერთადერთი ინსტრუმენტი. თუმცა, ეს არ არის ნაკლოვანებების გარეშე, რომელთაგან მთავარია მუშაობის მოკლე დრო, რაც შეადგენს კამერის შემდეგი გაშვების მომზადებაზე დახარჯული დროის დაახლოებით 1%-ს.

2. დიფუზიაპალატა არის ღრუბლის კამერის ტიპი. ზეგაჯერება მიიღწევა ალკოჰოლის ორთქლის გაცხელებული სახურავიდან გაცივებულ ძირამდე დიფუზიით. ბოლოში ჩნდება ზეგაჯერებული ორთქლის ფენა, რომელშიც მფრინავი დამუხტული ნაწილაკები ქმნიან კვალს. ღრუბლის კამერისგან განსხვავებით, დიფუზიის კამერა მუდმივად მუშაობს.

3. Ბუშტიკამერა. ეს მოწყობილობა ასევე არის ღრუბლოვანი კამერის მოდიფიკაცია. სამუშაო გარემო არის ზედმეტად გახურებული სითხე მაღალი წნევის ქვეშ. წნევის მკვეთრი გათავისუფლებით სითხე გადადის არასტაბილურ გადახურებულ მდგომარეობაში. მფრინავი ნაწილაკი იწვევს სითხის მკვეთრ ადუღებას და ტრაექტორია გამოდის ორთქლის ბუშტების ჯაჭვით. ბილიკი, როგორც ღრუბლის პალატაში, არის გადაღებული.

ბუშტების კამერა მუშაობს ციკლებში. მისი ზომები იგივეა, რაც ღრუბლის პალატა. სითხე ორთქლზე ბევრად მკვრივია, რაც შესაძლებელს ხდის კამერის გამოყენებას ქმნილების გრძელი ჯაჭვებისა და მაღალი ენერგიის ნაწილაკების დაშლის შესასწავლად.

4. ბირთვული ფოტოგრაფიული ემულსიები. რეგისტრაციის ამ მეთოდის გამოყენებისას დამუხტული ნაწილაკი გადის ემულსიაში, რაც იწვევს ატომების იონიზაციას. ემულსიის განვითარების შემდეგ, დამუხტული ნაწილაკების კვალი გვხვდება ვერცხლის მარცვლების ჯაჭვის სახით. ემულსია უფრო მკვრივი გარემოა ვიდრე ორთქლი ღრუბელში ან სითხე ბუშტუკებში, ამიტომ ემულსიაში ბილიკის სიგრძე უფრო მოკლეა. (ემულსიის სიგრძე შეესაბამება ღრუბლის კამერის სიგრძეს.) ფოტოგრაფიული ემულსიის მეთოდი გამოიყენება კოსმოსურ სხივებში ნაპოვნი ან ამაჩქარებლებში წარმოქმნილი ულტრამაღალი ენერგიის ნაწილაკების შესასწავლად.

მრიცხველების და საჩვენებელი დეტექტორების უპირატესობები გაერთიანებულია ნაპერწკლების კამერებში, რომლებიც აერთიანებს მრიცხველების თანდაყოლილ რეგისტრაციის სიჩქარეს პალატებში მიღებული ნაწილაკების შესახებ უფრო სრულ ინფორმაციას. შეიძლება ითქვას, რომ ნაპერწკლის კამერა არის მრიცხველების ნაკრები. ინფორმაცია ნაპერწკლების კამერებში გაიცემა დაუყოვნებლივ, შემდგომი დამუშავების გარეშე. ამავდროულად, ნაწილაკების ბილიკები შეიძლება განისაზღვროს მრავალი მრიცხველის მოქმედებით.

ბირთვული გამოსხივების აღმოსაჩენად გამოყენებულ ინსტრუმენტებს ბირთვული გამოსხივების დეტექტორები ეწოდება. ყველაზე ფართოდ გამოიყენება დეტექტორები, რომლებიც აღმოაჩენენ ბირთვულ გამოსხივებას მათი იონიზაციით და მატერიის ატომების აგზნებით. გაზის გამონადენის მრიცხველი გამოიგონა გერმანელმა ფიზიკოსმა გ.გეიგერმა, შემდეგ გააუმჯობესა ვ.მიულერთან ერთად. ამიტომ, გაზის გამონადენის მრიცხველებს ხშირად უწოდებენ გეიგერ-მიულერის მრიცხველებს. ცილინდრული მილი ემსახურება დახლის სხეულს; თხელი ლითონის ძაფი გადაჭიმულია მისი ღერძის გასწვრივ. ძაფი და მილის სხეული გამოყოფილია იზოლატორით. მრიცხველის სამუშაო მოცულობა ივსება გაზების ნარევით, როგორიცაა არგონი მეთილის სპირტის ორთქლის შერევით, დაახლოებით 0,1 ატმ წნევით.

მაიონებელი ნაწილაკების დასარეგისტრირებლად გამოიყენება მაღალი მუდმივი ძაბვა მრიცხველსა და ძაფს შორის, ძაფი არის ანოდი. სწრაფად დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც დაფრინავს მრიცხველის სამუშაო მოცულობაში

გზად წარმოქმნის შემავსებელი აირის ატომების იონიზაციას. ელექტრული ველის მოქმედებით თავისუფალი ელექტრონები მოძრაობენ ანოდისკენ, დადებითი იონები კი კათოდისკენ. ელექტრული ველის სიძლიერე მრიცხველის ანოდის მახლობლად იმდენად მაღალია, რომ თავისუფალი ელექტრონები, როდესაც მას უახლოვდებიან ნეიტრალურ ატომებთან ორ შეჯახებას შორის, იძენენ საკმარის ენერგიას მათი იონიზაციისთვის. კორონა გამონადენი ჩნდება დახლში, რომელიც ჩერდება გარკვეული პერიოდის შემდეგ.

ძაბვის პულსი მიეწოდება ჩამწერი მოწყობილობის შესასვლელს მრიცხველთან სერიულად დაკავშირებული რეზისტორიდან. ბირთვული გამოსხივების აღრიცხვისთვის გაზის გამომრიცხველის ჩართვის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზზე 314. ელექტრონული მრიცხველი მოწყობილობის წაკითხვის მიხედვით განისაზღვრება მრიცხველის მიერ რეგისტრირებული სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების რაოდენობა.

სცინტილაციის მრიცხველები.

უმარტივესი მოწყობილობის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ალფა ნაწილაკების აღმოსაჩენად, სპინტარისკოპი, ნაჩვენებია ნახატზე 302. სპინთარისკოპის ძირითადი ნაწილებია ეკრანი 3, დაფარული თუთიის სულფიდის ფენით და მოკლე ფოკუსირებული გამადიდებელი 4. ალფა რადიოაქტიური. მომზადება მოთავსებულია ღერო 1-ის ბოლოს დაახლოებით ეკრანის შუაზე. როდესაც ალფა ნაწილაკი მოხვდება თუთიის სულფიდის კრისტალებს, ჩნდება სინათლის ციმციმი, რომელიც შეიძლება დარეგისტრირდეს გამადიდებელი შუშის საშუალებით დათვალიერებისას.

სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების კინეტიკური ენერგიის გარდაქმნის პროცესს სინათლის ციმციმის ენერგიად ეწოდება სცინტილაცია. სცინტილაცია არის ლუმინესცენციის ფენომენის ერთ-ერთი სახეობა. თანამედროვე სცინტილაციის მრიცხველებში სინათლის ციმციმები რეგისტრირდება ფოტოცელტების გამოყენებით, რომლებიც გარდაქმნის კრისტალში სინათლის ციმციმის ენერგიას ელექტრული დენის პულსის ენერგიად. დენის პულსები ფოტოცელის გამოსავალზე ძლიერდება და შემდეგ ჩაიწერება.

ვილსონის პალატა.

ექსპერიმენტული ბირთვული ფიზიკის ერთ-ერთი ყველაზე გამორჩეული ინსტრუმენტი არის ღრუბლოვანი კამერა. საჩვენებელი სკოლის ღრუბლის კამერის გარეგნობა ნაჩვენებია ნახატზე 315. ცილინდრულში

ბრტყელი შუშის სახურავით ჭურჭელი შეიცავს ჰაერს ალკოჰოლის გაჯერებული ორთქლით. კამერის სამუშაო მოცულობა მილის საშუალებით უკავშირდება რეზინის ნათურას. კამერის შიგნით თხელ ღეროზე ფიქსირდება რადიოაქტიური პრეპარატი. კამერის გასააქტიურებლად მსხალს ჯერ რბილად იკუმშება, შემდეგ უეცრად ათავისუფლებენ. სწრაფი ადიაბატური გაფართოებით, პალატაში ჰაერი და ორთქლი გაცივდება, ორთქლი გადადის სუპერგაჯერების მდგომარეობაში. თუ ამ მომენტში ალფა ნაწილაკი გამოფრინდება პრეპარატისგან, იქმნება იონების სვეტი გაზში მისი მოძრაობის გზაზე. ზეგაჯერებული ორთქლი კონდენსირდება თხევადი წვეთებად და წვეთები წარმოიქმნება ძირითადად იონებზე, რომლებიც ემსახურებიან ორთქლის კონდენსაციის ცენტრებს. ნაწილაკების ტრაექტორიის გასწვრივ იონებზე შედედებულ წვეთების სვეტს ნაწილაკების ბილიკი ეწოდება.

აღმოჩენილი ნაწილაკების ფიზიკური მახასიათებლების ზუსტი გაზომვის შესასრულებლად ღრუბლის კამერა მოთავსებულია მუდმივ მაგნიტურ ველში. მაგნიტურ ველში მოძრავი ნაწილაკების კვალი მრუდი აღმოჩნდება. ბილიკის გამრუდების რადიუსი დამოკიდებულია ნაწილაკების სიჩქარეზე, მის მასაზე და მუხტზე. ცნობილი მაგნიტური ველის ინდუქციის საშუალებით, ნაწილაკების ეს მახასიათებლები შეიძლება განისაზღვროს ნაწილაკების ტრასების გამრუდების გაზომილი რადიუსებიდან.

ალფა ნაწილაკების კვალის პირველი ფოტოები მაგნიტურ ველში გადაიღო საბჭოთა ფიზიკოსმა პ.ლ.კაპიცამ 1923 წელს.

მუდმივ მაგნიტურ ველში ღრუბლის კამერის გამოყენების მეთოდი ბეტა და გამა გამოსხივების სპექტრების შესასწავლად და ელემენტარული ნაწილაკების შესასწავლად პირველად შეიმუშავა საბჭოთა ფიზიკოსმა აკადემიკოსმა დიმიტრი ვლადიმროვიჩ სკობელცინმა.

ბუშტის პალატა.

ბუშტუკების კამერის მუშაობის პრინციპი ასეთია. კამერა შეიცავს სითხეს დუღილის ტემპერატურასთან ახლოს. სწრაფად დამუხტული ნაწილაკები კამერის კედელში არსებული თხელი ფანჯრის მეშვეობით შეაღწევენ მის სამუშაო მოცულობას და წარმოქმნიან თხევადი ატომების იონიზაციას და აგზნებას მათ გზაზე. იმ მომენტში, როდესაც ნაწილაკები შეაღწევენ კამერის სამუშაო მოცულობას, მასში წნევა მკვეთრად მცირდება და სითხე გადადის გადახურებულ მდგომარეობაში. იონებს, რომლებიც ჩნდებიან ნაწილაკების გზაზე, აქვთ ჭარბი კინეტიკური ენერგია. ეს ენერგია იწვევს სითხის ტემპერატურის ზრდას მიკროსკოპულ მოცულობაში თითოეულ იონთან, მის ადუღებამდე და ორთქლის ბუშტების წარმოქმნას. ორთქლის ბუშტების ჯაჭვი, რომელიც წარმოიქმნება სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების გზაზე სითხეში, ქმნის ამ ნაწილაკების კვალს.

ბუშტუკების პალატაში ნებისმიერი სითხის სიმკვრივე გაცილებით მაღალია, ვიდრე გაზის სიმკვრივე ღრუბლიან პალატაში, ამიტომ შესაძლებელია უფრო ეფექტურად შეისწავლოს სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების ურთიერთქმედება მასში ატომურ ბირთვებთან. თხევადი წყალბადი, პროპანი, ქსენონი და სხვა სითხეები გამოიყენება ბუშტუკების კამერების შესავსებად.

ფოტო ემულსიის მეთოდი.

ფოტოგრაფიული მეთოდი ისტორიულად პირველი ექსპერიმენტული მეთოდია ბირთვული გამოსხივების გამოსავლენად, ვინაიდან რადიოაქტიურობის ფენომენი აღმოაჩინა ბეკერელმა ამ მეთოდის გამოყენებით.

სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების უნარი, შექმნან ლატენტური გამოსახულება ფოტო ემულსიაში, ამჟამად ფართოდ გამოიყენება ბირთვულ ფიზიკაში. ბირთვული ფოტოგრაფიული ემულსიები განსაკუთრებით წარმატებით გამოიყენება კვლევებში ელემენტარული ნაწილაკებისა და კოსმოსური სხივების ფიზიკის სფეროში. სწრაფად დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც მოძრაობს ფოტოემულსიის ფენაში, ქმნის ლატენტურ გამოსახულების ცენტრებს მოძრაობის გზაზე. განვითარების შემდეგ, ჩნდება გამოსახულება პირველადი ნაწილაკისა და ყველა დამუხტული ნაწილაკების კვალის შესახებ, რომლებიც ჩნდება ემულსიაში პირველადი ნაწილაკების ბირთვული ურთიერთქმედების შედეგად.

კითხვები.

1. ნახაზი 170-ის მიხედვით მოგვიყევით მოწყობილობაზე და გეიგერის მრიცხველის მუშაობის პრინციპზე.

გეიგერის მრიცხველი შედგება იშვიათი გაზით (არგონი) სავსე და ორივე ბოლოზე დალუქული მინის მილისაგან, რომლის შიგნით არის ლითონის ცილინდრი (კათოდი) და ცილინდრის შიგნით გადაჭიმული მავთული (ანოდი). კათოდი და ანოდი დაკავშირებულია მაღალი ძაბვის წყაროსთან (200-1000 ვ) წინააღმდეგობის საშუალებით. ამრიგად, ანოდსა და კათოდს შორის წარმოიქმნება ძლიერი ელექტრული ველი. როდესაც მაიონებელი ნაწილაკი შედის მილში, წარმოიქმნება ელექტრონ-იონური ზვავი და წრეში ჩნდება ელექტრული დენი, რომელიც აღირიცხება დამთვლელი მოწყობილობის მიერ.

2. რომელი ნაწილაკები აღირიცხება გეიგერის მრიცხველით?

გეიგერის მრიცხველი გამოიყენება ელექტრონების და ϒ-კვანტების დასარეგისტრირებლად.

3. 171-ე სურათის მიხედვით მოგვიყევით მოწყობილობაზე და ღრუბლის კამერის მუშაობის პრინციპზე.

ღრუბლის კამერა არის დაბალი მინის ცილინდრი სახურავით, დგუშით ბოლოში და ორთქლით გაჯერებული ალკოჰოლისა და წყლის ნარევით. როდესაც დგუში ქვევით მოძრაობს, ორთქლები ხდება ზეგაჯერებული, ე.ი. შეუძლია სწრაფი კონდენსაცია. როდესაც რომელიმე ნაწილაკი შედის სპეციალური ფანჯრიდან, ისინი ქმნიან იონებს კამერის შიგნით, რომლებიც იქცევიან კონდენსაციის ბირთვებად და ნაწილაკების ტრაექტორიის გასწვრივ ჩნდება შედედებული წვეთების კვალი (კვალი), რომლის გადაღებაც შესაძლებელია. თუ კამერას მოათავსებთ მაგნიტურ ველში, მაშინ დამუხტული ნაწილაკების ტრაექტორია მრუდი იქნება.

4. ნაწილაკების რა მახასიათებლების დადგენა შეიძლება მაგნიტურ ველში მოთავსებული ღრუბლის კამერის გამოყენებით?

მოსახვევის მიმართულებით ფასდება ნაწილაკების მუხტი, ხოლო გამრუდების რადიუსის მიხედვით შეიძლება გაირკვეს ნაწილაკების მუხტის, მასის და ენერგიის სიდიდე.

5. რა უპირატესობა აქვს ბუშტუკების კამერას ღრუბლიან კამერასთან შედარებით? რით განსხვავდება ეს მოწყობილობები?

ბუშტუკების კამერაში ზეგაჯერებული ორთქლის ნაცვლად გამოიყენება დუღილის წერტილის ზემოთ ზედმეტად გახურებული სითხე, რაც აჩქარებს მას.

ამ სტატიაში ჩვენ დაგეხმარებით მომზადებაში ფიზიკის გაკვეთილისთვის (მე-9 კლასი). ნაწილაკების კვლევა არ არის ჩვეულებრივი თემა, მაგრამ ძალიან საინტერესო და ამაღელვებელი ექსკურსია მოლეკულური ბირთვული მეცნიერების სამყაროში. ცივილიზაციამ სულ ახლახან შეძლო ასეთი პროგრესის მიღწევა და მეცნიერები ჯერ კიდევ კამათობენ, სჭირდება თუ არა კაცობრიობას ასეთი ცოდნა? ყოველივე ამის შემდეგ, თუ ადამიანებს შეუძლიათ გაიმეორონ ატომური აფეთქების პროცესი, რამაც გამოიწვია სამყაროს გაჩენა, მაშინ შეიძლება განადგურდეს არა მხოლოდ ჩვენი პლანეტა, არამედ მთელი კოსმოსი.

რა ნაწილაკებზეა საუბარი და რატომ უნდა შევისწავლოთ ისინი

ამ კითხვებზე ნაწილობრივ პასუხებს იძლევა ფიზიკის კურსი. ნაწილაკების კვლევის ექსპერიმენტული მეთოდები არის გზა იმის დასანახად, თუ რა არის ადამიანისთვის მიუწვდომელი, თუნდაც ყველაზე ძლიერი მიკროსკოპის გამოყენებით. მაგრამ პირველ რიგში.

ელემენტარული ნაწილაკი არის კოლექტიური ტერმინი, რომელიც ეხება ნაწილაკებს, რომლებიც აღარ შეიძლება დაიყოს პატარა ნაჭრებად. მთლიანობაში ფიზიკოსებმა 350-ზე მეტი ელემენტარული ნაწილაკი აღმოაჩინეს. ჩვენ ყველაზე მეტად მიჩვეული ვართ პროტონების, ნეირონების, ელექტრონების, ფოტონების, კვარკების შესახებ მოსმენას. ეს არის ეგრეთ წოდებული ფუნდამენტური ნაწილაკები.

ელემენტარული ნაწილაკების მახასიათებლები

ყველა უმცირეს ნაწილაკს აქვს ერთი და იგივე თვისება: მათ შეუძლიათ ერთმანეთის გარდაქმნა საკუთარი გავლენის გავლენის ქვეშ. ზოგს აქვს ძლიერი ელექტრომაგნიტური თვისებები, ზოგს სუსტი გრავიტაციული თვისებები. მაგრამ ყველა ელემენტარული ნაწილაკი ხასიათდება შემდეგი პარამეტრებით:

• წონა.
• სპინი არის იმპულსის შინაგანი მომენტი.
• Ელექტრული მუხტი.
• Სიცოცხლის განმავლობაში.
• პარიტეტი.
• მაგნიტური მომენტი.
• ბარიონის მუხტი.
• ლეპტონის მუხტი.

მოკლე ექსკურსია მატერიის სტრუქტურის თეორიაში

ნებისმიერი ნივთიერება შედგება ატომებისგან, რომლებსაც თავის მხრივ აქვთ ბირთვი და ელექტრონები. ელექტრონები, ისევე როგორც მზის სისტემის პლანეტები, მოძრაობენ ბირთვის გარშემო, თითოეული თავის ღერძზე. მათ შორის მანძილი ძალიან დიდია, ატომური მასშტაბით. ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეირონებისგან, მათ შორის კავშირი იმდენად ძლიერია, რომ შეუძლებელია მათი გამიჯვნა მეცნიერებისთვის ცნობილი რაიმე ფორმით. ეს არის ნაწილაკების შესწავლის ექსპერიმენტული მეთოდების არსი (მოკლედ).

ჩვენთვის ძნელი წარმოსადგენია ამის წარმოდგენა, მაგრამ ბირთვული კომუნიკაცია მილიონობით ჯერ აჭარბებს დედამიწაზე ცნობილ ყველა ძალას. ჩვენ ვიცით ქიმიური, ბირთვული აფეთქება. მაგრამ ის, რაც პროტონებსა და ნეირონებს ერთმანეთთან აკავშირებს, სულ სხვაა. შესაძლოა, ეს არის სამყაროს წარმოშობის საიდუმლოს ამოხსნის გასაღები. სწორედ ამიტომ არის ძალიან მნიშვნელოვანი ნაწილაკების შესწავლის ექსპერიმენტული მეთოდების შესწავლა.

მრავალრიცხოვანმა ექსპერიმენტებმა მიიყვანა მეცნიერები იმ აზრამდე, რომ ნეირონები კიდევ უფრო მცირე ერთეულებისგან შედგება და მათ კვარკები უწოდეს. რა არის მათ შიგნით, ჯერჯერობით უცნობია. მაგრამ კვარკები განუყოფელი ერთეულია. ანუ ერთის გამოყოფის საშუალება არ არის. თუ მეცნიერები იყენებენ ნაწილაკების ექსპერიმენტებს ერთი კვარკის ამოსაღებად, რამდენი მცდელობაც არ უნდა გააკეთონ, სულ მცირე ორი კვარკი ყოველთვის გამოიყოფა. ეს კიდევ ერთხელ ადასტურებს ბირთვული პოტენციალის ურღვევ სიძლიერეს.

როგორია ნაწილაკების შესწავლის მეთოდები

მოდით პირდაპირ გადავიდეთ ნაწილაკების შესწავლის ექსპერიმენტულ მეთოდებზე (ცხრილი 1).

მეთოდის სახელი		ოპერაციული პრინციპი
	ბზინვარება (ლუმინესცენცია)	რადიოაქტიური პრეპარატი ასხივებს ტალღებს, რის გამოც ნაწილაკები ეჯახება და ცალკეული ბზინვარება შეინიშნება.
	გაზის მოლეკულების იონიზაცია სწრაფად დამუხტული ნაწილაკებით	ის აქვეითებს დგუშს მაღალი სიჩქარით, რაც იწვევს ორთქლის ძლიერ გაგრილებას, რომელიც ხდება ზეგაჯერებული. კონდენსატის წვეთები მიუთითებს იონების ჯაჭვის ტრაექტორიებზე.
ბუშტის პალატა	თხევადი იონიზაცია	სამუშაო სივრცის მოცულობა ივსება ცხელი თხევადი წყალბადით ან პროპანით, რომელიც მოქმედებს წნევის ქვეშ. მიიყვანეთ მდგომარეობა გადახურებამდე და მკვეთრად შეამცირეთ წნევა. დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც მოქმედებენ კიდევ უფრო მეტი ენერგიით, იწვევენ წყალბადის ან პროპანის ადუღებას. ტრაექტორიაზე, რომელზეც ნაწილაკი მოძრაობდა, წარმოიქმნება ორთქლის წვეთები.
სცინტილაციის მეთოდი (სპინტარისკოპი)	ბზინვარება (ლუმინესცენცია)	როდესაც აირის მოლეკულები იონიზებულია, წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით ელექტრონ-იონის წყვილი. რაც უფრო დიდია დაძაბულობა, მით მეტი თავისუფალი წყვილი წარმოიქმნება მანამ, სანამ ის არ მიაღწევს პიკს და არ დარჩება არც ერთი თავისუფალი იონი. ამ მომენტში მრიცხველი აღრიცხავს ნაწილაკს. ეს არის დამუხტული ნაწილაკების შესწავლის ერთ-ერთი პირველი ექსპერიმენტული მეთოდი და გამოიგონეს ხუთი წლის შემდეგ, ვიდრე გეიგერის მრიცხველი - 1912 წელს. სტრუქტურა მარტივია: მინის ცილინდრი, შიგნით - დგუში. ქვემოთ არის შავი ქსოვილი, რომელიც დასველებულია წყალში და სპირტში, ისე, რომ კამერაში ჰაერი მათი ორთქლებით იყოს გაჯერებული. დგუში იწყებს დაწევას და აწევას, ქმნის წნევას, რაც იწვევს გაზის გაციებას. კონდენსაცია უნდა ჩამოყალიბდეს, მაგრამ ის არ არსებობს, რადგან პალატაში არ არის კონდენსაციის ცენტრი (იონი ან მტვრის მარცვალი). ამის შემდეგ კოლბას აწევენ ნაწილაკების - იონების ან მტვრის მისაღებად. ნაწილაკი იწყებს მოძრაობას და მისი ტრაექტორიის გასწვრივ წარმოიქმნება კონდენსაცია, რაც ჩანს. გზას, რომელსაც ნაწილაკი გადის, ბილიკი ეწოდება. ამ მეთოდის მინუსი ის არის, რომ ნაწილაკების დიაპაზონი ძალიან მცირეა. ამან გამოიწვია უფრო პროგრესული თეორია, რომელიც დაფუძნებულია უფრო მკვრივი საშუალების მქონე მოწყობილობაზე. ბუშტის პალატა ნაწილაკების შესწავლის შემდეგ ექსპერიმენტულ მეთოდს აქვს ღრუბლის კამერის მოქმედების მსგავსი პრინციპი - მხოლოდ გაჯერებული აირის ნაცვლად არის სითხე მინის კოლბაში. თეორიის საფუძველია ის, რომ მაღალი წნევის პირობებში სითხე ვერ იწყებს დუღილს დუღილის წერტილიდან ზემოთ. მაგრამ როგორც კი დამუხტული ნაწილაკი გამოჩნდება, სითხე იწყებს დუღილს მისი მოძრაობის ტრასაზე, გადაიქცევა ორთქლის მდგომარეობაში. ამ პროცესის წვეთებს აფიქსირებს კამერა. სქელი ფენის ფოტო ემულსიების მეთოდი დავუბრუნდეთ ცხრილს ფიზიკაში „ნაწილაკების გამოკვლევის ექსპერიმენტული მეთოდები“. მასში ღრუბლიან კამერასთან და ბუშტუკების მეთოდთან ერთად განიხილებოდა ნაწილაკების გამოვლენის მეთოდი სქელი ფენის ფოტოგრაფიული ემულსიის გამოყენებით. ექსპერიმენტი პირველად საბჭოთა ფიზიკოსებმა ლ.ვ. მისოვსკი და A.P. ჟდანოვი 1928 წელს. იდეა ძალიან მარტივია. ექსპერიმენტებისთვის გამოიყენება ფოტოგრაფიული ემულსიების სქელი ფენით დაფარული ფირფიტა. ეს ფოტოგრაფიული ემულსია შედგება ვერცხლის ბრომიდის კრისტალებისაგან. როდესაც დამუხტული ნაწილაკი კრისტალში შეაღწევს, ის ატომიდან გამოყოფს ელექტრონებს, რომლებიც ფარულ ჯაჭვს ქმნიან. ამის ნახვა შესაძლებელია ფილმის განვითარებით. შედეგად მიღებული სურათი საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ ნაწილაკების ენერგია და მასა. სინამდვილეში, ბილიკი ძალიან მოკლეა და მიკროსკოპულად პატარა. მაგრამ მეთოდი კარგია, რადგან განვითარებული სურათი შეიძლება გაიზარდოს უსასრულოდ რამდენჯერმე, რითაც უკეთ შეისწავლოს იგი. სცინტილაციის მეთოდი ის პირველად რეზერფორდმა ჩაატარა 1911 წელს, თუმცა ეს იდეა ცოტა უფრო ადრე გაჩნდა სხვა მეცნიერის, უ.კრუპისგან. მიუხედავად იმისა, რომ განსხვავება იყო 8 წელი, ამ დროის განმავლობაში მოწყობილობა უნდა გაუმჯობესებულიყო. ძირითადი პრინციპი არის ის, რომ ლუმინესცენტური ნივთიერებით დაფარული ეკრანი აჩვენებს სინათლის ციმციმებს დამუხტული ნაწილაკის გავლისას. ნივთიერების ატომები აღფრთოვანებულია ძლიერი ენერგიის მქონე ნაწილაკთან ზემოქმედებისას. შეჯახების მომენტში ხდება ციმციმი, რომელიც შეინიშნება მიკროსკოპის ქვეშ. ეს მეთოდი ძალიან არაპოპულარულია ფიზიკოსებს შორის. მას აქვს რამდენიმე უარყოფითი მხარე. პირველ რიგში, მიღებული შედეგების სიზუსტე დიდად არის დამოკიდებული პიროვნების მხედველობის სიმახვილეზე. თუ თვალებს ახამხამებთ, შეგიძლიათ გამოტოვოთ ძალიან მნიშვნელოვანი მომენტი. მეორეც, ხანგრძლივი დაკვირვებით თვალები ძალიან სწრაფად იღლება და, შესაბამისად, ატომების შესწავლა შეუძლებელი ხდება. დასკვნები დამუხტული ნაწილაკების შესწავლის რამდენიმე ექსპერიმენტული მეთოდი არსებობს. ვინაიდან მატერიის ატომები იმდენად მცირეა, რომ ძნელია მათი დანახვა ყველაზე ძლიერი მიკროსკოპითაც კი, მეცნიერებს უწევთ ექსპერიმენტების ჩატარება, რათა გაიგონ, რა არის ცენტრის შუაში. ცივილიზაციის განვითარების ამ ეტაპზე დიდი გზა გაიარა და შესწავლილია ყველაზე მიუწვდომელი ელემენტები. შესაძლოა სწორედ მათშია სამყაროს საიდუმლოებები.