რომ ნუკლეინის მჟავამოიცავს მაღალპოლიმერულ ნაერთებს, რომლებიც ჰიდროლიზის დროს იშლება პურინისა და პირიმიდინის ფუძეებად, პენტოზასა და ფოსფორის მჟავად. ნუკლეინის მჟავები შეიცავს ნახშირბადს, წყალბადს, ფოსფორს, ჟანგბადს და აზოტს. ნუკლეინის მჟავების ორი კლასი არსებობს: რიბონუკლეინის მჟავები (რნმ)და დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავები (დნმ).

დნმ-ის სტრუქტურა და ფუნქციები

დნმ- პოლიმერი, რომლის მონომერებია დეზოქსირიბონუკლეოტიდები. დნმ-ის მოლეკულის სივრცითი სტრუქტურის მოდელი ორმაგი სპირალის სახით შემოგვთავაზეს 1953 წელს ჯ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა (ამ მოდელის ასაგებად გამოიყენეს მ. უილკინსის, რ. ფრანკლინის, ე. ჩარგაფი).

დნმ-ის მოლეკულაწარმოიქმნება ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვით, სპირალურად გადახვევა ერთმანეთის ირგვლივ და ერთად წარმოსახვითი ღერძის გარშემო, ე.ი. არის ორმაგი სპირალი (გამონაკლისი - ზოგიერთ დნმ-ის შემცველ ვირუსს აქვს ერთჯაჭვიანი დნმ). დნმ-ის ორმაგი სპირალის დიამეტრი არის 2 ნმ, მანძილი მეზობელ ნუკლეოტიდებს შორის არის 0,34 ნმ, ხოლო სპირალის ყოველ შემობრუნებაზე არის 10 წყვილი ნუკლეოტიდი. მოლეკულის სიგრძე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე სანტიმეტრს. მოლეკულური წონა - ათობით და ასეულობით მილიონი. ადამიანის უჯრედის ბირთვში დნმ-ის მთლიანი სიგრძე დაახლოებით 2 მ. ეუკარიოტულ უჯრედებში დნმ აყალიბებს კომპლექსებს ცილებთან და აქვს სპეციფიკური სივრცითი კონფორმაცია.

დნმ მონომერი - ნუკლეოტიდი (დეოქსირიბონუკლეოტიდი)- შედგება სამი ნივთიერების ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე, 2) ხუთნახშირბადოვანი მონოსაქარიდი (პენტოზა) და 3) ფოსფორის მჟავა. ნუკლეინის მჟავების აზოტოვანი ფუძეები მიეკუთვნება პირიმიდინებისა და პურინების კლასებს. დნმ-ის პირიმიდინური ფუძეები(მათ მოლეკულაში ერთი რგოლი აქვთ) - თიმინი, ციტოზინი. პურინის ფუძეები(აქვს ორი რგოლი) - ადენინი და გუანინი.

დნმ-ის ნუკლეოტიდის მონოსაქარიდი წარმოდგენილია დეზოქსირიბოზით.

ნუკლეოტიდის სახელწოდება მომდინარეობს შესაბამისი ბაზის სახელიდან. ნუკლეოტიდები და აზოტოვანი ფუძეები აღინიშნება დიდი ასოებით.

ნუკლეოტიდის კონდენსაციის რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი. ამ შემთხვევაში, ერთი ნუკლეოტიდის დეზოქსირიბოზის ნარჩენების 3"-ნახშირბადსა და მეორის ფოსფორის მჟავას ნარჩენებს შორის, ფოსფოეთერის ბმა(მიეკუთვნება ძლიერი კოვალენტური ბმების კატეგორიას). პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვის ერთი ბოლო მთავრდება 5 "ნახშირბადით (მას უწოდებენ 5" ბოლოს), მეორე ბოლო მთავრდება 3 "ნახშირბადის (3" ბოლოთი).

ნუკლეოტიდების ერთი ჯაჭვის წინააღმდეგ არის მეორე ჯაჭვი. ნუკლეოტიდების განლაგება ამ ორ ჯაჭვში არ არის შემთხვევითი, მაგრამ მკაცრად განსაზღვრული: თიმინი ყოველთვის მდებარეობს მეორე ჯაჭვის ერთი ჯაჭვის ადენინის საპირისპიროდ, ხოლო ციტოზინი ყოველთვის განლაგებულია გუანინის საპირისპიროდ, ადენინსა და თიმინს შორის წარმოიქმნება წყალბადის ორი ბმული, სამი წყალბადი. კავშირი გუანინსა და ციტოზინს შორის. ნიმუში, რომლის მიხედვითაც დნმ-ის სხვადასხვა ჯაჭვის ნუკლეოტიდები მკაცრად დალაგებულია (ადენინი - თიმინი, გუანინი - ციტოზინი) და შერჩევით უკავშირდებიან ერთმანეთს, ე.წ. კომპლემენტარობის პრინციპი. უნდა აღინიშნოს, რომ ჯ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა გაიაზრეს კომპლემენტარობის პრინციპი ე. ჩარგაფის ნაწარმოებების წაკითხვის შემდეგ. ე. ჩარგაფმა, შეისწავლა სხვადასხვა ორგანიზმების ქსოვილებისა და ორგანოების ნიმუშების დიდი რაოდენობა, აღმოაჩინა, რომ დნმ-ის ნებისმიერ ფრაგმენტში გუანინის ნარჩენების შემცველობა ყოველთვის ზუსტად შეესაბამება ციტოზინის შემცველობას, ხოლო ადენინი თიმინს ( "ჩარგაფის წესი"), მაგრამ მან ეს ფაქტი ვერ ახსნა.

კომპლემენტარობის პრინციპიდან გამომდინარეობს, რომ ერთი ჯაჭვის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა განსაზღვრავს მეორის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობას.

დნმ-ის ჯაჭვები ანტიპარალელურია (საპირისპირო), ე.ი. სხვადასხვა ჯაჭვის ნუკლეოტიდები განლაგებულია საპირისპირო მიმართულებით და, შესაბამისად, მე -3 "ერთი ჯაჭვის დასასრულის" საპირისპიროდ არის მეორის მე -5 ბოლო. დნმ-ის მოლეკულას ზოგჯერ ადარებენ სპირალურ კიბეს. ამ კიბის „მოაჯირი“ შაქრიან-ფოსფატის ხერხემალია (დეზოქსირიბოზისა და ფოსფორმჟავას ალტერნატიული ნარჩენები); „საფეხურები“ არის დამატებითი აზოტოვანი ფუძეები.

დნმ-ის ფუნქცია- მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა.

დნმ-ის რეპლიკაცია (რედუპლიკაცია).

- თვითგაორმაგების პროცესი, დნმ-ის მოლეკულის მთავარი თვისება. რეპლიკაცია მიეკუთვნება მატრიცის სინთეზის რეაქციების კატეგორიას და მოიცავს ფერმენტებს. ფერმენტების მოქმედებით დნმ-ის მოლეკულა იხსნება და თითოეული ჯაჭვის ირგვლივ, რომელიც მოქმედებს როგორც შაბლონი, სრულდება ახალი ჯაჭვი კომპლემენტარობისა და ანტიპარალელიზმის პრინციპების მიხედვით. ამრიგად, თითოეულ ქალიშვილურ დნმ-ში ერთი ჯაჭვი არის მშობელი ჯაჭვი, ხოლო მეორე ჯაჭვი ახლად სინთეზირებულია. ამგვარ სინთეზს ე.წ ნახევრად კონსერვატიული.

რეპლიკაციისთვის „სამშენებლო მასალა“ და ენერგიის წყაროა დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები(ATP, TTP, GTP, CTP) შეიცავს ფოსფორის მჟავას სამ ნარჩენს. როდესაც დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები შედის პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვში, ფოსფორის მჟავის ორი ტერმინალური ნარჩენი იშლება და გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება ნუკლეოტიდებს შორის ფოსფოდიესტერული კავშირის შესაქმნელად.

რეპლიკაციაში მონაწილეობენ შემდეგი ფერმენტები:

1. ჰელიკაზები (დნმ-ის "განლაგება");
2. ცილების დესტაბილიზაცია;
3. დნმ ტოპოიზომერაზები (დაჭრილი დნმ);
4. დნმ პოლიმერაზები (აირჩიეთ დეოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები და დამატებით მიამაგრეთ ისინი დნმ-ის შაბლონის ჯაჭვს);
5. რნმ პრიმაზები (ფორმავენ რნმ პრაიმერებს, პრაიმერებს);
6. დნმ ლიგაზები (დნმ-ის ფრაგმენტების ერთმანეთთან შეკერვა).

ჰელიკაზების დახმარებით დნმ-ის გადახვევა ხდება გარკვეულ რეგიონებში, ერთჯაჭვიანი დნმ-ის რეგიონები შეკრულია დესტაბილიზაციის პროტეინებით და რეპლიკაციის ჩანგალი. 10 წყვილი ნუკლეოტიდის შეუსაბამობით (სპირალის ერთი ბრუნი), დნმ-ის მოლეკულამ უნდა დაასრულოს სრული ბრუნი თავისი ღერძის გარშემო. ამ ბრუნვის თავიდან ასაცილებლად, დნმ ტოპოიზომერაზა ჭრის დნმ-ის ერთ ჯაჭვს, რაც საშუალებას აძლევს მას ბრუნოს მეორე ჯაჭვის გარშემო.

დნმ პოლიმერაზას შეუძლია ნუკლეოტიდის მიმაგრება მხოლოდ წინა ნუკლეოტიდის დეზოქსირიბოზის 3" ნახშირბადთან, ამიტომ ამ ფერმენტს შეუძლია დნმ-ის შაბლონის გასწვრივ მოძრაობა მხოლოდ ერთი მიმართულებით: ამ შაბლონის დნმ-ის 3" ბოლოდან 5" ბოლომდე. ვინაიდან დედის დნმ-ში ჯაჭვები ანტიპარალელურია, მის განსხვავებულ ჯაჭვებზე ასული პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების შეკრება ხდება სხვადასხვა გზით და საპირისპირო მიმართულებით. 3 "-5" ჯაჭვზე ასული პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვის სინთეზი შეუფერხებლად მიმდინარეობს; ამ ქალიშვილის ჯაჭვი დაერქმევა წამყვანი. ჯაჭვზე 5 "-3" - პერიოდულად, ფრაგმენტებად ( ოკაზაკის ფრაგმენტები), რომლებიც, დნმ ლიგაზებით რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, ერწყმის ერთ ჯაჭვში; ამ ბავშვურ ჯაჭვს დაერქმევა ჩამორჩენილი (ჩამორჩება).

დნმ პოლიმერაზას თავისებურება ის არის, რომ მას შეუძლია დაიწყოს მუშაობა მხოლოდ "თესლები" (პრაიმერი). „თესლების“ როლს ასრულებს მოკლე რნმ-ის თანმიმდევრობები, რომლებიც წარმოიქმნება რნმ პრიმაზის ფერმენტის მონაწილეობით და დაწყვილებულია შაბლონურ დნმ-თან. რნმ პრაიმერები ამოღებულია პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების შეკრების დასრულების შემდეგ.

რეპლიკაცია ანალოგიურად მიმდინარეობს პროკარიოტებსა და ევკარიოტებში. პროკარიოტებში დნმ-ის სინთეზის სიჩქარე უფრო მაღალია (1000 ნუკლეოტიდი წამში), ვიდრე ევკარიოტებში (100 ნუკლეოტიდი წამში). რეპლიკაცია იწყება ერთდროულად დნმ-ის მოლეკულის რამდენიმე რეგიონში. დნმ-ის ნაწილი რეპლიკაციის ერთი საწყისიდან მეორეში ქმნის რეპლიკაციის ერთეულს - რეპლიკონი.

რეპლიკაცია ხდება უჯრედების გაყოფამდე. დნმ-ის ამ უნარის წყალობით ხდება მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადატანა დედა უჯრედიდან ქალიშვილ უჯრედებში.

რეპარაცია ("შეკეთება")

რეპარაციებიარის დნმ-ის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის დაზიანების აღდგენის პროცესი. იგი ხორციელდება უჯრედის სპეციალური ფერმენტული სისტემებით ( აღმდგენი ფერმენტები). დნმ-ის სტრუქტურის აღდგენის პროცესში შეიძლება გამოიყოს შემდეგი საფეხურები: 1) დნმ-ის აღმდგენი ნუკლეაზები ამოიცნობენ და აშორებენ დაზიანებულ ადგილს, რის შედეგადაც დნმ-ის ჯაჭვში უფსკრული წარმოიქმნება; 2) დნმ პოლიმერაზა ავსებს ამ ხარვეზს ინფორმაციის კოპირებით მეორე („კარგი“) ჯაჭვიდან; 3) დნმ ლიგაზა „ჯვარედინად აკავშირებს“ ნუკლეოტიდებს და ასრულებს შეკეთებას.

ყველაზე მეტად შესწავლილია სამი სარემონტო მექანიზმი: 1) ფოტორეპარაცია, 2) აქციზური ან წინარეპლიკაციური შეკეთება, 3) რეპლიკაციის შემდგომი შეკეთება.

დნმ-ის სტრუქტურაში ცვლილებები მუდმივად ხდება უჯრედში რეაქტიული მეტაბოლიტების, ულტრაიისფერი გამოსხივების, მძიმე მეტალების და მათი მარილების გავლენის ქვეშ და ა.შ. ამიტომ, აღდგენითი სისტემების დეფექტები ზრდის მუტაციური პროცესების სიჩქარეს და იწვევს მემკვიდრეობით დაავადებებს (xeroderma pigmentosa, progeria. და ა.შ.).

რნმ-ის სტრუქტურა და ფუნქციები

არის პოლიმერი, რომლის მონომერებია რიბონუკლეოტიდები. დნმ-ისგან განსხვავებით, რნმ წარმოიქმნება არა ორი, არამედ ერთი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვით (გამონაკლისი - ზოგიერთ რნმ-ის შემცველ ვირუსს აქვს ორჯაჭვიანი რნმ). რნმ ნუკლეოტიდებს შეუძლიათ წყალბადის ბმები შექმნან ერთმანეთთან. რნმ-ის ჯაჭვები გაცილებით მოკლეა ვიდრე დნმ-ის ჯაჭვები.

რნმ მონომერი - ნუკლეოტიდი (რიბონუკლეოტიდი)- შედგება სამი ნივთიერების ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე, 2) ხუთნახშირბადოვანი მონოსაქარიდი (პენტოზა) და 3) ფოსფორის მჟავა. რნმ-ის აზოტოვანი ფუძეები ასევე მიეკუთვნება პირიმიდინებისა და პურინების კლასებს.

რნმ-ის პირიმიდინური ფუძეებია ურაცილი, ციტოზინი, ხოლო პურინის ფუძეებია ადენინი და გუანინი. რნმ ნუკლეოტიდის მონოსაქარიდი წარმოდგენილია რიბოზათ.

გამოყოფა სამი სახის რნმ: 1) საინფორმაციო(მატრიცა) რნმ - mRNA (mRNA), 2) ტრანსპორტირნმ - tRNA, 3) რიბოსომულირნმ - rRNA.

რნმ-ის ყველა სახეობა არის განშტოებული პოლინუკლეოტიდები, აქვთ სპეციფიკური სივრცითი კონფორმაცია და მონაწილეობენ ცილების სინთეზის პროცესებში. ინფორმაცია ყველა ტიპის რნმ-ის სტრუქტურის შესახებ ინახება დნმ-ში. დნმ-ის შაბლონზე რნმ-ის სინთეზის პროცესს ტრანსკრიფცია ეწოდება.

გადაცემის რნმჩვეულებრივ შეიცავს 76 (75-დან 95-მდე) ნუკლეოტიდს; მოლეკულური წონა - 25000-30000. tRNA-ს წილი შეადგენს უჯრედში მთლიანი რნმ-ის შემცველობის დაახლოებით 10%-ს. tRNA ფუნქციები: 1) ამინომჟავების ტრანსპორტირება ცილის სინთეზის ადგილზე, რიბოზომებში, 2) ტრანსლაციის შუამავალი. უჯრედში 40-მდე ტიპის tRNA გვხვდება, თითოეულ მათგანს აქვს მხოლოდ მისთვის დამახასიათებელი ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა. თუმცა, ყველა tRNA-ს აქვს რამდენიმე ინტრამოლეკულური დამატებითი რეგიონი, რის გამოც tRNA-ები იძენენ კონფორმაციას, რომელიც წააგავს სამყურას ფოთოლს. ნებისმიერ tRNA-ს აქვს მარყუჟი რიბოსომასთან (1) კონტაქტისთვის, ანტიკოდონის მარყუჟი (2), ციკლი ფერმენტთან (3), მიმღები ღერო (4) და ანტიკოდონი (5). ამინომჟავა მიმაგრებულია მიმღების ღეროს 3' ბოლოზე. ანტიკოდონი- სამი ნუკლეოტიდი, რომლებიც „ამოიცნობენ“ mRNA კოდონს. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ კონკრეტულ tRNA-ს შეუძლია მისი ანტიკოდონის შესაბამისი მკაცრად განსაზღვრული ამინომჟავის ტრანსპორტირება. ამინომჟავების და თრნმ-ის შეერთების სპეციფიკა მიიღწევა ფერმენტ ამინოაცილ-ტრნმ სინთეტაზას თვისებების გამო.

რიბოსომური რნმშეიცავს 3000-5000 ნუკლეოტიდს; მოლეკულური წონა - 1 000 000-1 500 000. rRNA შეადგენს უჯრედში მთლიანი რნმ-ის 80-85%-ს. რიბოსომურ ცილებთან ერთად, rRNA წარმოქმნის რიბოზომებს - ორგანელებს, რომლებიც ახორციელებენ ცილის სინთეზს. ევკარიოტულ უჯრედებში, rRNA სინთეზი ხდება ბირთვში. rRNA ფუნქციები: 1) რიბოზომების აუცილებელი სტრუქტურული კომპონენტი და, ამრიგად, რიბოზომების ფუნქციონირების უზრუნველყოფა; 2) რიბოზომისა და ტრნმ-ის ურთიერთქმედების უზრუნველყოფა; 3) რიბოზომისა და mRNA ინიციატორი კოდონის საწყისი შეერთება და კითხვის ჩარჩოს განსაზღვრა; 4) რიბოსომის აქტიური ცენტრის ფორმირება.

საინფორმაციო რნმიცვლებოდა ნუკლეოტიდის შემცველობით და მოლეკულური მასით (50000-დან 4000000-მდე). mRNA-ის წილი უჯრედში მთლიანი რნმ-ის შემცველობის 5%-მდეა. mRNA-ს ფუნქციები: 1) გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა დნმ-დან რიბოსომებში, 2) მატრიცა ცილის მოლეკულის სინთეზისთვის, 3) ცილის მოლეკულის პირველადი სტრუქტურის ამინომჟავების თანმიმდევრობის განსაზღვრა.

ATP-ის სტრუქტურა და ფუნქციები

ადენოზინის ტრიფოსფორის მჟავა (ATP)არის ცოცხალ უჯრედებში ენერგიის უნივერსალური წყარო და მთავარი აკუმულატორი. ATP გვხვდება ყველა მცენარეულ და ცხოველურ უჯრედში. ატფ-ის რაოდენობა საშუალოდ შეადგენს 0,04%-ს (უჯრედის ნედლი მასის), ატფ-ის ყველაზე დიდი რაოდენობა (0,2-0,5%) გვხვდება ჩონჩხის კუნთებში.

ATP შედგება ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე (ადენინი), 2) მონოსაქარიდი (რიბოზა), 3) სამი ფოსფორის მჟავა. ვინაიდან ATP შეიცავს ფოსფორმჟავას არა ერთ, არამედ სამ ნარჩენს, ის მიეკუთვნება რიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს.

უჯრედებში მიმდინარე სამუშაოების უმეტესობისთვის გამოიყენება ATP ჰიდროლიზის ენერგია. ამავდროულად, როდესაც ფოსფორის მჟავას ტერმინალური ნარჩენი იშლება, ATP გარდაიქმნება ADP-ად (ადენოზინდიფოსფორის მჟავა), როდესაც მეორე ფოსფორმჟავას ნარჩენი იშლება, ხდება AMP (ადენოზინმონოფოსფორის მჟავა). თავისუფალი ენერგიის გამოსავლიანობა ფოსფორმჟავას როგორც ტერმინალური, ასევე მეორე ნარჩენების აღმოფხვრის დროს არის თითო 30,6 კჯ. მესამე ფოსფატის ჯგუფის დაშლას თან ახლავს მხოლოდ 13,8 კჯ გამოყოფა. ტერმინალსა და ფოსფორის მჟავას მეორე, მეორე და პირველ ნარჩენებს შორის კავშირებს მაკროენერგიული (მაღალი ენერგიის) ეწოდება.

ATP რეზერვები მუდმივად ივსება. ყველა ორგანიზმის უჯრედებში ატფ-ის სინთეზი ხდება ფოსფორილირების პროცესში, ე.ი. ფოსფორის მჟავას დამატება ADP-ში. ფოსფორილირება სხვადასხვა ინტენსივობით ხდება სუნთქვის (მიტოქონდრია), გლიკოლიზის (ციტოპლაზმის), ფოტოსინთეზის (ქლოროპლასტების) დროს.

ATP არის მთავარი კავშირი პროცესებს შორის, რომლებსაც თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა და დაგროვება და პროცესებს შორის, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიას. გარდა ამისა, ATP სხვა რიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატებთან ერთად (GTP, CTP, UTP) წარმოადგენს რნმ-ის სინთეზის სუბსტრატს.

Წადი ლექციები №3ცილების სტრუქტურა და ფუნქცია. ფერმენტები »

Წადი ლექციები ნომერი 5"უჯრედების თეორია. ფიჭური ორგანიზაციის სახეები »

ბირთვული ფიზიკის შემდგომი განვითარებისთვის (კერძოდ, ატომური ბირთვების სტრუქტურის შესასწავლად) საჭირო იყო სპეციალური მოწყობილობები, რომლებითაც შესაძლებელი იქნებოდა ბირთვების და სხვადასხვა ნაწილაკების აღრიცხვა, აგრეთვე მათი ურთიერთქმედების შესწავლა.

თქვენთვის ცნობილი ნაწილაკების აღმოჩენის ერთ-ერთი მეთოდი - სკინტილაციის მეთოდი - არ იძლევა აუცილებელ სიზუსტეს, რადგან ეკრანზე ციმციმების დათვლის შედეგი დიდწილად დამოკიდებულია დამკვირვებლის მხედველობის სიმახვილეზე. გარდა ამისა, ხანგრძლივი დაკვირვება შეუძლებელია, რადგან თვალი სწრაფად იღლება.

ნაწილაკების აღრიცხვის უფრო მოწინავე მოწყობილობაა ეგრეთ წოდებული გეიგერის მრიცხველი, რომელიც გამოიგონა 1908 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა ჰანს გეიგერმა.

მოწყობილობის და ამ მოწყობილობის მუშაობის პრინციპის გასათვალისწინებლად მივმართოთ სურათს 159. გეიგერის მრიცხველი შედგება ლითონის ცილინდრისგან, რომელიც არის კათოდი (ე.ი. უარყოფითად დამუხტული ელექტროდი) და მისი ღერძის გასწვრივ გადაჭიმული თხელი მავთული - ანოდი (ანუ დადებითი ელექტროდი). კათოდი და ანოდი დაკავშირებულია R წინააღმდეგობის მეშვეობით მაღალი ძაბვის წყაროსთან (200-1000 ვ-ის რიგით), რის გამოც ელექტროდებს შორის სივრცეში წარმოიქმნება ძლიერი ელექტრული ველი. ორივე ელექტროდი მოთავსებულია დალუქულ მინის მილში, რომელიც სავსეა იშვიათი გაზით (ჩვეულებრივ, არგონით).

ბრინჯი. 159. გეიგერის მრიცხველის მოწყობილობის დიაგრამა

სანამ გაზი არ არის იონიზებული, ძაბვის წყაროს ელექტრულ წრეში არ არის დენი. თუ ზოგიერთი ნაწილაკი, რომელსაც შეუძლია გაზის ატომების მაიონიზაცია, მილაში მიფრინავს მისი კედლებით, მაშინ მილში წარმოიქმნება გარკვეული რაოდენობის ელექტრონ-იონის წყვილი. ელექტრონები და იონები იწყებენ მოძრაობას შესაბამისი ელექტროდებისკენ.

თუ ელექტრული ველის სიძლიერე საკმარისად მაღალია, მაშინ ელექტრონები საშუალო თავისუფალ გზაზე (ანუ გაზის მოლეკულებთან შეჯახებას შორის) იძენენ საკმარისად დიდ ენერგიას და ასევე იონიზებენ გაზის ატომებს, ქმნიან იონებისა და ელექტრონების ახალ თაობას, რაც ასევე შეიძლება მიიღოს. ნაწილი იონიზაციაში და ა.შ მილში წარმოიქმნება ეგრეთ წოდებული ელექტრონულ-იონური ზვავი, რის შედეგადაც ხდება დენის სიძლიერის მოკლევადიანი და მკვეთრი მატება წრედში და ძაბვა წინაღობაზე R. ეს ძაბვის პულსი, რომელიც მიუთითებს, რომ ნაწილაკი შევიდა მრიცხველში, ჩაიწერება სპეციალური მოწყობილობით.

ვინაიდან R წინააღმდეგობა ძალიან მაღალია (10 9 Ohm-ის რიგით), მაშინ დენის ნაკადის მომენტში წყაროს ძაბვის ძირითადი წილი ეცემა ზუსტად მასზე, რის შედეგადაც მცირდება ძაბვა კათოდსა და ანოდს შორის. მკვეთრად და გამონადენი ავტომატურად ჩერდება (რადგან ეს ძაბვა არასაკმარისი ხდება ელექტრონ-იონის წყვილების ახალი თაობის ფორმირებისთვის). მოწყობილობა მზად არის შემდეგი ნაწილაკის დასარეგისტრირებლად.

გეიგერის მრიცხველი ძირითადად გამოიყენება ელექტრონების აღრიცხვისთვის, მაგრამ არის მოდელები, რომლებიც ასევე შესაფერისია γ-კვანტების დასარეგისტრირებლად.

მრიცხველი მხოლოდ საშუალებას გაძლევთ დაარეგისტრიროთ ის ფაქტი, რომ მასში ნაწილაკი დაფრინავს. მიკროკოსმოსის შესწავლის ბევრად უფრო დიდ შესაძლებლობებს იძლევა მოწყობილობა, რომელიც გამოიგონა შოტლანდიელმა ფიზიკოსმა ჩარლზ უილსონმა 1912 წელს და უწოდა ღრუბლოვანი კამერა.

ღრუბლის კამერა (სურ. 160) შედგება დაბალი მინის ცილინდრისგან CC შუშის საფარით LL (ცილინდრი ნაჩვენებია სურათზე განყოფილებაში). დგუში P-ს შეუძლია ცილინდრის შიგნით გადაადგილება. კამერის ქვედა ნაწილში არის შავი ქსოვილი FF. იმის გამო, რომ ქსოვილი დატენიანებულია წყლისა და ეთილის სპირტის ნარევით, პალატაში ჰაერი გაჯერებულია ამ სითხეების ორთქლით.

ბრინჯი. 160. მოწყობილობის ღრუბლოვანი კამერის სქემა

დგუშის სწრაფი ქვევით მოძრაობით პალატაში არსებული სითხეების ჰაერი და ორთქლი ფართოვდება, მათი შინაგანი ენერგია მცირდება და ტემპერატურა იკლებს.

ნორმალურ პირობებში ეს გამოიწვევს ორთქლის კონდენსაციას (ნისლს). თუმცა ღრუბლიან კამერაში ეს არ ხდება, ვინაიდან მისგან ადრე ამოღებულია ეგრეთ წოდებული კონდენსაციის ბირთვები (მტვრის ნაწილაკები, იონები და ა.შ.). მაშასადამე, ამ შემთხვევაში, როდესაც კამერაში ტემპერატურა იკლებს, სითხეების ორთქლები ხდება ზეგაჯერებული, ანუ ისინი გადადიან უკიდურესად არასტაბილურ მდგომარეობაში, რომელშიც ადვილად კონდენსირდება კამერაში წარმოქმნილ ნებისმიერ კონდენსაციის ბირთვზე, მაგალითად, იონებზე. .

შესწავლილი ნაწილაკები კამერაში შეჰყავთ თხელი ფანჯრის მეშვეობით (ზოგჯერ ნაწილაკების წყარო მოთავსებულია კამერაში). გაზში დიდი სიჩქარით ფრენისას ნაწილაკები გზად ქმნიან იონებს. ეს იონები ხდება კონდენსაციის ბირთვები, რომლებზეც სითხეების ორთქლები კონდენსირდება მცირე წვეთების სახით (წყლის ორთქლი კონდენსირდება ძირითადად უარყოფით იონებზე, ეთანოლის ორთქლები დადებითზე). ნაწილაკების მთელ გზაზე ჩნდება წვეთების თხელი კვალი (კვალი), რის გამოც მისი მოძრაობის ტრაექტორია ხილული ხდება.

თუ ღრუბლის კამერას მოათავსებთ მაგნიტურ ველში, მაშინ დამუხტული ნაწილაკების ტრაექტორიები მრუდია. კვალის მოხრის მიმართულების მიხედვით შეიძლება ვიმსჯელოთ ნაწილაკების მუხტის ნიშნის შესახებ, ხოლო გამრუდების რადიუსის მიხედვით მისი მასა, ენერგია და მუხტის დადგენა.

პალატაში ბილიკები დიდხანს არ არსებობს, რადგან ჰაერი თბება, სითბოს იღებს პალატის კედლებიდან და წვეთები აორთქლდება. ახალი კვალის მისაღებად საჭიროა არსებული იონების ამოღება ელექტრული ველის გამოყენებით, ჰაერის შეკუმშვა დგუშით, დაველოდოთ კამერაში შეკუმშვისას გაცხელებული ჰაერი გაცივებას და შეასრულოს ახალი გაფართოება.

ჩვეულებრივ, ღრუბლოვანი პალატაში ნაწილაკების კვალი არა მხოლოდ დაკვირვებულია, არამედ ფოტოგრაფიაც ხდება. ამ შემთხვევაში, პალატა განათებულია გვერდიდან სინათლის სხივების მძლავრი სხივით, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე 160.

ღრუბლოვანი კამერით გაკეთდა არაერთი მნიშვნელოვანი აღმოჩენა ბირთვული ფიზიკისა და ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის სფეროში.

ღრუბლის კამერის ერთ-ერთი სახეობაა 1952 წელს გამოგონილი ბუშტუკოვანი კამერა. ის მუშაობს დაახლოებით იგივე პრინციპით, როგორც ღრუბლის კამერა, მაგრამ ზეგაჯერებული ორთქლის ნაცვლად იყენებს დუღილის წერტილზე ზევით გაცხელებულ სითხეს (მაგალითად, თხევად წყალბადს). როდესაც დამუხტული ნაწილაკი მოძრაობს ამ სითხეში მისი ტრაექტორიის გასწვრივ, წარმოიქმნება ორთქლის ბუშტების სერია. ბუშტების კამერა უფრო სწრაფია ვიდრე ღრუბლის კამერა.

კითხვები

1. 159-ე ნახაზის მიხედვით მოგვიყევით მოწყობილობაზე და გეიგერის მრიცხველის მუშაობის პრინციპზე.
2. რა სახის ნაწილაკები გამოიყენება გეიგერის მრიცხველში?
3. სურათი 160-ის მიხედვით, გვითხარით მოწყობილობის და ღრუბლის კამერის მუშაობის პრინციპის შესახებ.
4. ნაწილაკების რა მახასიათებლების დადგენა შეიძლება მაგნიტურ ველში მოთავსებული ღრუბლის კამერის გამოყენებით?
5. რა უპირატესობა აქვს ბუშტუკების კამერას ღრუბელთან შედარებით? რით განსხვავდება ეს მოწყობილობები?

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

გაზის გამონადენი გეიგერის მრიცხველი. გეიგერის მრიცხველი არის მოწყობილობა ნაწილაკების ავტომატურად დასათვლელად. დახლი შედგება მინის მილისგან, რომელიც შიგნიდან დაფარულია ლითონის ფენით (კათოდი) და თხელი ლითონის ძაფით, რომელიც გადის მილის ღერძის გასწვრივ (ანოდი).

მილი ჩვეულებრივ ივსება ინერტული გაზით (არგონი). მოწყობილობის მუშაობა ეფუძნება ზემოქმედების იონიზაციას. დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც გადის გაზში, ეჯახება ატომებს, რის შედეგადაც იქმნება დადებითი აირის იონები და ელექტრონები. კათოდსა და ანოდს შორის ელექტრული ველი აჩქარებს ელექტრონებს იმ ენერგიამდე, რომლითაც იწყება ზემოქმედების იონიზაცია. ჩნდება იონების და ელექტრონების ზვავი და მრიცხველის დენი მკვეთრად იზრდება. ამ შემთხვევაში ძაბვის პულსი წარმოიქმნება დატვირთვის წინაღობაზე R, რომელიც მიეწოდება მთვლელ მოწყობილობას.

გეიგერის მრიცხველი ძირითადად გამოიყენება ელექტრონების და -კვანტების დასარეგისტრირებლად. მძიმე ნაწილაკების (მაგალითად, ნაწილაკების) აღრიცხვა რთულია, ვინაიდან ძნელია ამ ნაწილაკებისთვის საკმარისად თხელი „ფანჯრის“ გამჭვირვალე გაკეთება მრიცხველში.

ღრუბლოვანი პალატა. ღრუბლოვანი კამერაში, რომელიც აშენდა 1912 წელს, დამუხტული ნაწილაკი ტოვებს კვალს, რომლის პირდაპირ დაკვირვება ან გადაღება შესაძლებელია. კამერის მოქმედება ემყარება ზეგაჯერებული ორთქლის იონებზე კონდენსაციას წყლის წვეთების წარმოქმნით. ეს იონები იქმნება მისი ტრაექტორიის გასწვრივ მოძრავი დამუხტული ნაწილაკის მიერ. ნაწილაკების მიერ დატოვებული კვალის (ტრასების) სიგრძით შეიძლება განისაზღვროს ნაწილაკის ენერგია, ხოლო წვეთების რაოდენობის მიხედვით ტრასის სიგრძის ერთეულზე, მისი სიჩქარის შეფასება. ძლიერად დამუხტული ნაწილაკები უფრო სქელ კვალს ტოვებენ.

ბუშტის პალატა. 1952 წელს ამერიკელმა მეცნიერმა დ. გლაზერმა შესთავაზა ზედმეტად გახურებული სითხის გამოყენება ნაწილაკების კვალის აღმოსაჩენად. პალატაში გაფრენილი მაიონებელი ნაწილაკი იწვევს სითხის სწრაფ ადუღებას, რის შედეგადაც ნაწილაკების კვალი ორთქლის ბუშტების ჯაჭვით არის მითითებული - იქმნება ბილიკი.

ემულსიური კამერა.საბჭოთა ფიზიკოსები ლ.ვ. მისოვსკი და A.P. ჟდანოვმა პირველმა გამოიყენა ფოტოგრაფიული ფირფიტები მიკრონაწილაკების დასარეგისტრირებლად. დამუხტულ ნაწილაკებს ისეთივე ეფექტი აქვთ ფოტოგრაფიულ ემულსიაზე, როგორც ფოტონებს. ამიტომ ემულსიაში ფირფიტის განვითარების შემდეგ წარმოიქმნება მფრინავი ნაწილაკების თვალსაჩინო კვალი (კვალი). ფოტოგრაფიული ფირფიტის მეთოდის მინუსი იყო ემულსიის ფენის მცირე სისქე, რის შედეგადაც მთლიანად მიიღეს მხოლოდ ფენის სიბრტყის პარალელურად მდებარე ნაწილაკების კვალი.

ემულსიის კამერებში ფოტოგრაფიული ემულსიის ცალკეული ფენებისგან შემდგარი სქელი შეფუთვები ექვემდებარება რადიაციას. ამ მეთოდს ეწოდა სქელი ფენის ფოტოგრაფიული ემულსიების მეთოდი.

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 შესაძლოა არა მხოლოდ ჩვენი პლანეტა, არამედ მთელი კოსმოსი განადგურდეს.

რა ნაწილაკებზეა საუბარი და რატომ უნდა შევისწავლოთ ისინი

ამ კითხვებზე ნაწილობრივ პასუხებს იძლევა ფიზიკის კურსი. ნაწილაკების ექსპერიმენტული კვლევა არის გზა იმის დასანახად, თუ რა არის ადამიანისთვის მიუწვდომელი ყველაზე ძლიერი მიკროსკოპითაც კი. მაგრამ პირველ რიგში.

ელემენტარული ნაწილაკი არის კოლექტიური ტერმინი, რომელიც ეხება ისეთ 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 ღრუბლის 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 შეაღწევს კრისტალში, ის გამოყოფს ელექტრონებს ატომიდან, რომლებიც ქმნიან ფარულ ჯაჭვს. ამის ნახვა შესაძლებელია ფილმის განვითარებით. 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 ადრე გაჩნდა სხვა მეცნიერის, ვ.კრუპისგან. მიუხედავად იმისა, რომ სხვაობა 8 წელი იყო, ამ დროის განმავლობაში მოწყობილობა უნდა გაუმჯობესებულიყო. ძირითადი პრინციპი არის ის, რომ ლუმინესცენტური ნივთიერებით დაფარული ეკრანი აჩვენებს სინათლის ციმციმებს დამუხტული ნაწილაკის გავლისას. ნივთიერების ატომები აღგზნებულია 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 ძალიან დამოკიდებულია პირის მხედველობის სიმახვილეზე. თუ თვალებს ახამხამებთ, შეგიძლიათ გამოტოვოთ ძალიან მნიშვნელოვანი მომენტი. მეორე ის არის, რომ ხანგრძლივი დაკვირვებით თვალები ძალიან სწრაფად იღლება და ამიტომ 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.

ავტორი: ფომიჩევა ს.ე., ფიზიკის მასწავლებელი ქალაქ კიროვის MBOU "Secondary School No. 27" ელემენტარული ნაწილაკების რეგისტრაციისა და დაკვირვების მეთოდები Geiger counter Wilson chamber Bubble chamber ფოტო ემულსიის მეთოდი Scintillation მეთოდი ნაპერწკლის კამერა (1908) შექმნილია ავტომატური დათვლისთვის. ნაწილაკები. საშუალებას გაძლევთ დაარეგისტრიროთ 10000-მდე ან მეტი ნაწილაკი წამში. აღრიცხავს თითქმის ყველა ელექტრონს (100%) და 1-ს 100 გამა-კვანტში (1%) მძიმე ნაწილაკების რეგისტრაცია რთულია ჰანს ვილჰელმ გეიგერი 1882-1945 მოწყობილობა: 2. კათოდი - თხელი ლითონის ფენა 3. ანოდი - თხელი ლითონის ძაფი 1 შუშის მილი, შევსებული არგონით 4. ჩამწერი მოწყობილობა γ-კვანტის გამოსავლენად მილის შიდა კედელი დაფარულია მასალით, საიდანაც γ-კვანტები ამოიღებენ ელექტრონებს. მოქმედების პრინციპი: მოქმედება ეფუძნება ზემოქმედების იონიზაციას. დამუხტული ნაწილაკი, რომელიც დაფრინავს გაზში, შლის ელექტრონებს ატომებიდან. ელექტრონებისა და იონების ზვავია. მრიცხველის მეშვეობით დენი მკვეთრად იზრდება. ძაბვის პულსი იქმნება რეზისტორ R-ზე, რომელიც აღირიცხება დამთვლელი მოწყობილობით. ანოდსა და კათოდს შორის ძაბვა მკვეთრად მცირდება. გამონადენი ჩერდება, მრიცხველი კვლავ მზადაა მუშაობისთვის (1912 წ.) შექმნილია ნაწილაკებზე დაკვირვებისა და ინფორმაციის მისაღებად. როდესაც ნაწილაკი გადის, ის ტოვებს კვალს - კვალს, რომლის პირდაპირ დაკვირვება ან გადაღება შესაძლებელია. ფიქსირდება მხოლოდ დამუხტული ნაწილაკები, ნეიტრალური არ იწვევს ატომის იონიზაციას, მათი არსებობა განიხილება მეორადი ეფექტებით. ჩარლზ ტომსონ რიზ უილსონი 1869-1959 მოწყობილობა: 7. წყლის ორთქლითა და ალკოჰოლით სავსე კამერა 1. ნაწილაკების წყარო 2. კვარცის მინა 3. ელექტროდები ელექტრული ველის შესაქმნელად 6. ბილიკები 5. დგუში 4. ვენტილატორი მუშაობის პრინციპი: ოპერაცია ეფუძნება არასტაბილური სახელმწიფო გარემოს გამოყენება. კამერაში ორთქლი ახლოსაა გაჯერებასთან. დგუშის დაშვებისას ხდება ადიაბატური გაფართოება და ორთქლი ზეგაჯერებული ხდება. წყლის წვეთები ქმნიან ტრასებს. მფრინავი ნაწილაკი ახდენს ატომების იონიზაციას, რომლებზეც არასტაბილურ მდგომარეობაში მყოფი ორთქლი კონდენსირდება. დგუში ამოდის, წვეთები აორთქლდება, ელექტრული ველი შლის იონებს და კამერა მზადაა შემდეგი ნაწილაკების მისაღებად. სიგრძის ერთეულზე წვეთების რაოდენობით - სიჩქარის შესახებ (რაც მეტი N, v); ბილიკის სისქის მიხედვით - მუხტის სიდიდის შესახებ (რაც მეტია d, მით მეტი q) მაგნიტურ ველში ბილიკის გამრუდების მიხედვით, ნაწილაკების მუხტის შეფარდება მის მასასთან (მით მეტი R, რაც მეტია m და v, მით მეტი q); ნაწილაკების მუხტის ნიშნის შესახებ მოსახვევის მიმართულებით. (1952) შექმნილია ნაწილაკებზე დაკვირვებისა და ინფორმაციის მისაღებად. ბილიკები შესწავლილია, მაგრამ ღრუბლოვანი კამერისგან განსხვავებით, ის იძლევა მაღალი ენერგიის მქონე ნაწილაკების შესწავლის საშუალებას. მას აქვს უფრო მოკლე სამუშაო ციკლი - დაახლოებით 0,1 წმ. საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ ნაწილაკების დაშლას და მის გამოწვეულ რეაქციებს. დონალდ არტურ გლაზერი 1926-2013 განლაგება: ღრუბლის კამერის მსგავსი, მაგრამ ორთქლის ნაცვლად გამოიყენება თხევადი წყალბადი ან პროპანი.თხევადი მაღალი წნევის ქვეშ იმყოფება დუღილის წერტილზე ზემოთ ტემპერატურაზე. დგუში ეშვება, წნევა ეცემა და სითხე არასტაბილურ, გადახურებულ მდგომარეობაშია. ორთქლის ბუშტები ქმნიან ტრასებს. მფრინავი ნაწილაკი იონიზებს ატომებს, რომლებიც ხდება აორთქლების ცენტრები. დგუში ამოდის, ორთქლი კონდენსირდება, ელექტრული ველი შლის იონებს და კამერა მზადაა შემდეგი ნაწილაკების მისაღებად (1895 წ.) ფირფიტა დაფარულია ემულსიით, რომელიც შეიცავს დიდი რაოდენობით ვერცხლის ბრომიდის კრისტალებს. ფრენისას ნაწილაკი აშორებს ელექტრონებს ბრომის ატომებიდან, ასეთი კრისტალების ჯაჭვი ქმნის ლატენტურ გამოსახულებას. ამ კრისტალებში განვითარებისას მეტალის ვერცხლი აღდგება. ვერცხლის მარცვლების ჯაჭვი ქმნის ტრასას. ანტუან ანრი ბეკერელი ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის იშვიათი ფენომენების აღრიცხვას ნაწილაკებსა და ბირთვებს შორის. 1. ალუმინის ფოლგა 4. დინოდი 5. ანოდი 3. ფოტოკათოდი 2. სცინტილატორი სკინტილაციის მეთოდი შედგება სინათლის წვრილი ციმციმების დათვლაში, როდესაც ალფა ნაწილაკები მოხვდება თუთიის სულფიდით დაფარულ ეკრანზე. ეს არის სცინტილატორისა და ფოტომულტიპლიკატორის კომბინაცია. რეგისტრირებულია ყველა ნაწილაკი და გამა კვანტების 100%. საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ნაწილაკების ენერგია. წარმოადგენს პარალელური ლითონის ელექტროდების სისტემას, რომელთა შორის სივრცე ივსება ინერტული აირით. ფირფიტებს შორის მანძილი 1-დან 10 სმ-მდეა, გამონადენი ნაპერწკლები მკაცრად ლოკალიზებულია. ისინი წარმოიქმნება იქ, სადაც უფასო გადასახადია. ნაპერწკლების კამერებს შეიძლება ჰქონდეს ზომები რამდენიმე მეტრის ოდენობით. როდესაც ნაწილაკი გადის ფირფიტებს შორის, ნაპერწკალი არღვევს და ქმნის ცეცხლოვან კვალს. უპირატესობა ის არის, რომ რეგისტრაციის პროცესი მართვადია.