ថយក្រោយ
យកចិត្តទុកដាក់! ការមើលស្លាយជាមុនគឺសម្រាប់គោលបំណងផ្តល់ព័ត៌មានតែប៉ុណ្ណោះ ហើយប្រហែលជាមិនតំណាងឱ្យវិសាលភាពពេញលេញនៃបទបង្ហាញនោះទេ។ ប្រសិនបើអ្នកចាប់អារម្មណ៍លើការងារនេះ សូមទាញយកកំណែពេញលេញ។
ប្រភេទមេរៀន៖មេរៀនមេរៀន សម្ភារៈថ្មី។
ប្រភេទមេរៀន៖រួមបញ្ចូលគ្នា។
បច្ចេកវិទ្យា៖បញ្ហា - សន្ទនា។
គោលបំណងនៃមេរៀន៖រៀបចំសកម្មភាពរបស់សិស្សក្នុងការសិក្សា និងការបង្រួបបង្រួមបឋមនៃចំណេះដឹងអំពីវិធីសាស្រ្តនៃការចុះឈ្មោះនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់។
ឧបករណ៍៖ម៉ាស៊ីនបញ្ចាំងកុំព្យូទ័រ និងពហុព័ត៌មាន, បទបង្ហាញ.
វិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការចុះឈ្មោះភាគល្អិតគិតថ្លៃ
សព្វថ្ងៃនេះ វាហាក់ដូចជាស្ទើរតែមិនអាចយល់បានថាតើការរកឃើញជាច្រើននៅក្នុងរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើប្រភពធម្មជាតិនៃវិទ្យុសកម្មវិទ្យុសកម្មដែលមានថាមពលត្រឹមតែ MeV មួយចំនួន និងឧបករណ៍រាវរកសាមញ្ញបំផុត។ នុយក្លេអ៊ែរអាតូមត្រូវបានគេរកឃើញ វិមាត្ររបស់វាត្រូវបានទទួល ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានគេសង្កេតឃើញជាលើកដំបូង បាតុភូត វិទ្យុសកម្មនឺត្រុង និងប្រូតុងត្រូវបានរកឃើញ អត្ថិភាពនៃនឺត្រុងណូតត្រូវបានព្យាករណ៍។ល។ ឧបករណ៍រាវរកភាគល្អិតសំខាន់សម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរមួយគឺចានដែលស្រោបដោយស័ង្កសីស៊ុលហ្វីត។ ភាគល្អិតត្រូវបានចុះបញ្ជីដោយភ្នែកដោយពន្លឺដែលផលិតដោយពួកវានៅក្នុងស័ង្កសីស៊ុលហ្វីត។
យូរៗទៅ ការរៀបចំពិសោធន៍កាន់តែស្មុគស្មាញ។ បច្ចេកទេសសម្រាប់ការពន្លឿន និងរកឃើញភាគល្អិត និងនុយក្លេអ៊ែរអេឡិចត្រូនិកត្រូវបានបង្កើតឡើង។ វឌ្ឍនភាពនៃរូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ និងភាគល្អិតបឋមត្រូវបានកំណត់កាន់តែខ្លាំងឡើងដោយវឌ្ឍនភាពក្នុងវិស័យទាំងនេះ។ រង្វាន់ណូបែលផ្នែករូបវិទ្យា ជារឿយៗត្រូវបានផ្តល់រង្វាន់សម្រាប់ការងារក្នុងវិស័យបច្ចេកទេសពិសោធន៍រូបវិទ្យា។
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបម្រើទាំងពីរដើម្បីចុះឈ្មោះការពិតនៃវត្តមានរបស់ភាគល្អិត និងដើម្បីកំណត់ថាមពល និងសន្ទុះរបស់វា គន្លងនៃភាគល្អិត និងលក្ខណៈផ្សេងៗទៀត។ ដើម្បីចុះឈ្មោះភាគល្អិត ឧបករណ៍រាវរកត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដែលមានលក្ខណៈរសើបតាមដែលអាចធ្វើទៅបានចំពោះការចុះឈ្មោះនៃភាគល្អិតជាក់លាក់មួយ ហើយមិនមានអារម្មណ៍ថាមានផ្ទៃខាងក្រោយធំដែលបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតផ្សេងទៀតនោះទេ។
ជាធម្មតា នៅក្នុងការពិសោធន៍រូបវិទ្យានុយក្លេអ៊ែរ និងភាគល្អិត វាចាំបាច់ក្នុងការបែងចែកព្រឹត្តិការណ៍ "ចាំបាច់" ប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយដ៏ធំនៃព្រឹត្តិការណ៍ "មិនចាំបាច់" ប្រហែលជាមួយក្នុងមួយពាន់លាន។ ចំពោះបញ្ហានេះ បន្សំផ្សេងៗនៃបញ្ជរ និងវិធីចុះឈ្មោះត្រូវបានប្រើប្រាស់។
ការចុះឈ្មោះនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ត្រូវបានផ្អែកលើបាតុភូតនៃអ៊ីយ៉ូដ ឬការរំភើបនៃអាតូម ដែលពួកគេបណ្តាលឱ្យនៅក្នុងសារធាតុរបស់ឧបករណ៍ចាប់។ នេះគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ប្រតិបត្តិការនៃឧបករណ៍រាវរកដូចជា អង្គជំនុំជម្រះពពក អង្គជំនុំជម្រះពពុះ អង្គជំនុំជម្រះផ្កាភ្លើង សារធាតុ emulsion រូបថត ការបញ្ចេញឧស្ម័ន និងឧបករណ៍រាវរកសារធាតុ semiconductor ។
1. បញ្ជរ Geiger
បញ្ជរ Geiger តាមក្បួនមួយ cathode រាងស៊ីឡាំងតាមអ័ក្សដែលខ្សែត្រូវបានលាតសន្ធឹង - anode ។ ប្រព័ន្ធនេះត្រូវបានបំពេញដោយល្បាយឧស្ម័ន។ នៅពេលឆ្លងកាត់បញ្ជរ ភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ អ៊ីយ៉ូដ បញ្ចេញឧស្ម័ន។ អេឡិចត្រុងជាលទ្ធផលដែលផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន - សរសៃដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុងតំបន់នៃវាលអគ្គិសនីដ៏ខ្លាំងមួយត្រូវបានពន្លឿនហើយជាលទ្ធផលម៉ូលេគុលឧស្ម័នអ៊ីយ៉ូដដែលនាំទៅដល់ការហូរចេញនៃ Corona ។ ទំហំនៃសញ្ញាឈានដល់វ៉ុលជាច្រើនហើយត្រូវបានកត់ត្រាយ៉ាងងាយស្រួល។ បញ្ជរ Geiger ចុះបញ្ជីការអនុម័តនៃភាគល្អិតតាមរយៈបញ្ជរ ប៉ុន្តែមិនអនុញ្ញាតឱ្យវាស់ថាមពលនៃភាគល្អិតនោះទេ។
2. បន្ទប់ពពក
អង្គជំនុំជម្រះពពកគឺជាឧបករណ៍ចាប់ដាននៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកបឋមដែលក្នុងនោះផ្លូវ (ផ្លូវ) នៃភាគល្អិតបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់នៃដំណក់ទឹកតូចៗនៃអង្គធាតុរាវតាមគន្លងនៃចលនារបស់វា។ បង្កើតឡើងដោយ C. Wilson ក្នុងឆ្នាំ 1912 (រង្វាន់ណូបែលឆ្នាំ 1927)។
គោលការណ៍នៃការប្រតិបត្តការនៃអង្គជំនុំជម្រះពពកគឺផ្អែកលើការ condensation នៃចំហាយ supersaturated និងការបង្កើតដំណក់ទឹករាវដែលអាចមើលឃើញនៅលើអ៊ីយ៉ុងតាមបណ្តោយផ្លូវនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ដែលហោះហើរតាមរយៈអង្គជំនុំជម្រះ។ ដើម្បីបង្កើតចំហាយ supersaturated ការពង្រីក adiabatic យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃឧស្ម័នកើតឡើងដោយមានជំនួយពី piston មេកានិច។ បន្ទាប់ពីថតរូបផ្លូវ ឧស្ម័ននៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះត្រូវបានបង្ហាប់ម្តងទៀត ដំណក់ទឹកនៅលើអ៊ីយ៉ុងហួត។ វាលអគ្គីសនីនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះបម្រើដើម្បី "សម្អាត" អង្គជំនុំជម្រះចេញពីអ៊ីយ៉ុងដែលបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេល ionization ឧស្ម័នមុន។ នៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះពពក ផ្លូវនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់នឹងអាចមើលឃើញដោយសារតែការ condensation នៃចំហាយ supersaturated នៅលើអ៊ីយ៉ុងឧស្ម័នដែលបង្កើតឡើងដោយភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់។ ដំណក់ទឹករាវត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើអ៊ីយ៉ុងដែលលូតលាស់ដល់ទំហំគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការសង្កេត (10-3-10-4 សង់ទីម៉ែត្រ) និងការថតរូបក្នុងពន្លឺល្អ។ ឧបករណ៍ផ្ទុកដែលធ្វើការគឺភាគច្រើនជាល្បាយនៃចំហាយទឹក និងអាល់កុលនៅសម្ពាធ 0.1-2 បរិយាកាស (ចំហាយទឹក condenses ជាចម្បងលើអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាន ចំហាយជាតិអាល់កុលនៅលើអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន) ។ Supersaturation ត្រូវបានសម្រេចដោយការថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃសម្ពាធដោយសារតែការពង្រីកបរិមាណការងារ។ សមត្ថភាពនៃអង្គជំនុំជម្រះពពកកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិក។ យោងទៅតាមគន្លងនៃភាគល្អិតសាកដែលកោងដោយដែនម៉ាញេទិក សញ្ញានៃបន្ទុក និងសន្ទុះរបស់វាត្រូវបានកំណត់។ ដោយប្រើអង្គជំនុំជម្រះពពកនៅឆ្នាំ 1932 K. Anderson បានរកឃើញ positron នៅក្នុងកាំរស្មីលោហធាតុ។
3. បន្ទប់ពពុះ
បន្ទប់ពពុះ- ឧបករណ៍ចាប់ដាននៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកបឋម ដែលក្នុងនោះផ្លូវ (ដាន) នៃភាគល្អិតបង្កើតបានជាខ្សែសង្វាក់នៃពពុះចំហាយតាមគន្លងនៃចលនារបស់វា។ បង្កើតឡើងដោយ A. Glaser ក្នុងឆ្នាំ 1952 (រង្វាន់ណូបែលឆ្នាំ 1960) ។
គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការគឺផ្អែកលើការពុះឡើងនៃអង្គធាតុរាវដែលមានកំដៅខ្លាំងនៅតាមបណ្តោយផ្លូវនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់។ អង្គជំនុំជម្រះពពុះគឺជាធុងមួយដែលពោរពេញទៅដោយអង្គធាតុរាវ superheated ថ្លា។ ជាមួយនឹងការថយចុះនៃសម្ពាធយ៉ាងឆាប់រហ័ស ខ្សែសង្វាក់នៃពពុះចំហាយត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមបណ្ដោយនៃភាគល្អិតអ៊ីយ៉ូដ ដែលត្រូវបានបំភ្លឺដោយប្រភពខាងក្រៅ និងថតរូប។ បន្ទាប់ពីថតរូបដានរួច សម្ពាធក្នុងអង្គជំនុំជម្រះកើនឡើង ពពុះឧស្ម័នដួលរលំ ហើយអង្គជំនុំជម្រះបានត្រៀមរួចរាល់សម្រាប់ប្រតិបត្តិការម្តងទៀត។ អ៊ីដ្រូសែនរាវត្រូវបានគេប្រើជាវត្ថុរាវធ្វើការនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ ដែលក្នុងពេលដំណាលគ្នាបម្រើជាគោលដៅអ៊ីដ្រូសែនសម្រាប់សិក្សាពីអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតជាមួយប្រូតុង។
អង្គជំនុំជម្រះពពក និងអង្គជំនុំជម្រះពពុះមានអត្ថប្រយោជន៍ដ៏អស្ចារ្យនៃការអាចសង្កេតដោយផ្ទាល់នូវភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ទាំងអស់ដែលផលិតក្នុងប្រតិកម្មនីមួយៗ។ ដើម្បីកំណត់ប្រភេទនៃភាគល្អិត និងអង្គជំនុំជម្រះពពកសន្ទុះរបស់វា និងអង្គជំនុំជម្រះពពុះត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិក។ អង្គជំនុំជម្រះពពុះមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាងនៃវត្ថុរាវរកបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអង្គជំនុំជម្រះពពក ដូច្នេះហើយផ្លូវនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ត្រូវបានរុំព័ទ្ធទាំងស្រុងនៅក្នុងបរិមាណនៃឧបករណ៍រាវរក។ ការឌិគ្រីបរូបថតពីបន្ទប់ពពុះបង្ហាញពីបញ្ហាដែលប្រើពេលដាច់ដោយឡែក។
4. សារធាតុ emulsion នុយក្លេអ៊ែរ
ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ដូចដែលវាកើតឡើងនៅក្នុងការថតរូបធម្មតា ភាគល្អិតដែលមានបន្ទុករំខានដល់រចនាសម្ព័ន្ធនៃបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិប្រាក់ halide តាមបណ្តោយផ្លូវរបស់វា ធ្វើឱ្យពួកវាមានសមត្ថភាពក្នុងការអភិវឌ្ឍ។ សារធាតុ emulsion នុយក្លេអែរ គឺជាឧបករណ៍ពិសេសមួយសម្រាប់ចុះឈ្មោះព្រឹត្តិការណ៍ដ៏កម្រ។ ជង់នៃសារធាតុ emulsion នុយក្លេអ៊ែរធ្វើឱ្យវាអាចរកឃើញភាគល្អិតនៃថាមពលខ្លាំង។ ពួកវាអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់កូអរដោណេនៃបទនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវនៃ ~ 1 មីក្រូ។ សារធាតុ emulsion នុយក្លេអ៊ែរ ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីរកឃើញភាគល្អិតលោហធាតុនៅលើប៉េងប៉ោង និងយានអវកាស។
សារធាតុ emulsion រូបថតជាឧបករណ៍រាវរកភាគល្អិតគឺស្រដៀងទៅនឹងអង្គជំនុំជម្រះពពក និងបន្ទប់ពពុះ។ ពួកវាត្រូវបានប្រើជាលើកដំបូងដោយរូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេស S. Powell ដើម្បីសិក្សាកាំរស្មីលោហធាតុ។ សារធាតុ emulsion រូបថតគឺជាស្រទាប់នៃ gelatin ជាមួយនឹងគ្រាប់ធញ្ញជាតិប្រាក់ bromide បំបែកនៅក្នុងវា។ នៅក្រោមសកម្មភាពនៃពន្លឺ មជ្ឈមណ្ឌលរូបភាពមិនទាន់ឃើញច្បាស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃប្រាក់ bromide ដែលរួមចំណែកដល់ការកាត់បន្ថយប្រាក់ bromide ទៅជាប្រាក់លោហធាតុ នៅពេលបង្កើតជាមួយអ្នកអភិវឌ្ឍន៍រូបថតធម្មតា។ យន្តការរូបវន្តសម្រាប់ការបង្កើតមជ្ឈមណ្ឌលទាំងនេះគឺការបង្កើតអាតូមប្រាក់លោហធាតុដោយសារតែឥទ្ធិពល photoelectric ។ អ៊ីយ៉ូដដែលផលិតដោយភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកផ្តល់លទ្ធផលដូចគ្នា៖ ផ្លូវនៃគ្រាប់ធញ្ញជាតិដែលមានប្រតិកម្មត្រូវបានផលិត ដែលបន្ទាប់ពីការអភិវឌ្ឍន៍អាចត្រូវបានគេមើលឃើញនៅក្រោមមីក្រូទស្សន៍។
5. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ប្រើទ្រព្យសម្បត្តិនៃសារធាតុមួយចំនួនដើម្បីបញ្ចេញពន្លឺ (scintillate) នៅពេលដែលភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ឆ្លងកាត់។ បន្ទាប់មក បរិមាណពន្លឺដែលបង្កើតនៅក្នុងម៉ាស៊ីនស្កេនត្រូវបានកត់ត្រាដោយប្រើ photomultipliers ។
ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ទំនើបនៅក្នុងរូបវិទ្យាថាមពលខ្ពស់គឺជាប្រព័ន្ធស្មុគស្មាញដែលរួមមានរាប់ម៉ឺនរាប់ម៉ឺន គ្រឿងអេឡិចត្រូនិកដ៏ទំនើប និងមានសមត្ថភាពចុះឈ្មោះក្នុងពេលដំណាលគ្នានៃភាគល្អិតរាប់សិបដែលផលិតក្នុងមួយប៉ះទង្គិច។
សំណួរ។
1. យោងតាមរូបភាព 170 ប្រាប់អំពីឧបករណ៍និងគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់បញ្ជរ Geiger ។
បញ្ជរ Geiger មានបំពង់កែវដែលពោរពេញទៅដោយឧស្ម័នកម្រ (argon) ហើយបិទជិតនៅចុងទាំងពីរ ដែលនៅខាងក្នុងមានស៊ីឡាំងដែក (cathode) និងខ្សែដែលលាតសន្ធឹងនៅខាងក្នុងស៊ីឡាំង (anode)។ cathode និង anode ត្រូវបានតភ្ជាប់តាមរយៈធន់ទ្រាំទៅនឹងប្រភពតង់ស្យុងខ្ពស់ (200-1000 V) ។ ដូច្នេះ វាលអគ្គិសនីដ៏រឹងមាំមួយកើតឡើងរវាង anode និង cathode ។ នៅពេលដែលភាគល្អិតអ៊ីយ៉ូដចូលទៅក្នុងបំពង់ នោះការលេចធ្លាយអេឡិចត្រុងអ៊ីយ៉ុងមួយត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយចរន្តអគ្គិសនីលេចឡើងនៅក្នុងសៀគ្វី ដែលត្រូវបានកត់ត្រាដោយឧបករណ៍រាប់។
2. តើភាគល្អិតណាខ្លះត្រូវបានចុះបញ្ជីដោយបញ្ជរ Geiger?
បញ្ជរ Geiger ត្រូវបានប្រើដើម្បីចុះឈ្មោះអេឡិចត្រុង និង ϒ-quanta ។
3. យោងតាមរូបភាព 171 ប្រាប់យើងអំពីឧបករណ៍និងគោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការនៃអង្គជំនុំជម្រះពពក។
អង្គជំនុំជម្រះពពកគឺជាស៊ីឡាំងកញ្ចក់ទាបដែលមានគម្រប ស្តុងនៅខាងក្រោម និងល្បាយនៃជាតិអាល់កុល និងទឹកដែលឆ្អែតដោយចំហាយទឹក។ នៅពេលដែល piston រំកិលចុះ ចំហាយទឹកក្លាយជា supersaturated ពោលគឺឧ។ មានសមត្ថភាពនៃការ condensation យ៉ាងឆាប់រហ័ស។ នៅពេលដែលភាគល្អិតណាមួយចូលតាមបង្អួចពិសេស ពួកវាបង្កើតអ៊ីយ៉ុងនៅខាងក្នុងអង្គជំនុំជម្រះ ដែលក្លាយទៅជាស្នូលនៃ condensation ហើយនៅតាមបណ្តោយគន្លងនៃភាគល្អិតនោះ ដាន (បទ) នៃដំណក់ទឹកតូចៗលេចឡើងដែលអាចថតរូបបាន។ ប្រសិនបើអ្នកដាក់កាមេរ៉ាក្នុងដែនម៉ាញេទិក នោះគន្លងនៃភាគល្អិតដែលសាកនឹងកោង។
4. តើលក្ខណៈអ្វីខ្លះនៃភាគល្អិតអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើអង្គជំនុំជម្រះពពកដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិក?
តាមទិសដៅនៃពត់ ការចោទប្រកាន់នៃភាគល្អិតត្រូវបានវិនិច្ឆ័យ ហើយដោយកាំនៃកោង មនុស្សម្នាក់អាចដឹងពីទំហំនៃបន្ទុក ម៉ាស់ និងថាមពលនៃភាគល្អិត។
5. តើអ្វីជាអត្ថប្រយោជន៍នៃបន្ទប់ពពុះលើអង្គជំនុំជម្រះពពក? តើឧបករណ៍ទាំងនេះខុសគ្នាយ៉ាងណា?
នៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះពពុះ ជំនួសឱ្យចំហាយទឹក supersaturated អង្គធាតុរាវដែលកម្តៅលើសពីចំណុចរំពុះត្រូវបានប្រើ ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែលឿន។
ថ្ងៃនេះយើងនឹងនិយាយអំពីវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍សម្រាប់សិក្សាភាគល្អិត។ នៅក្នុងមេរៀននេះ យើងនឹងពិភាក្សាអំពីរបៀបដែលភាគល្អិតអាល់ហ្វាពីការពុកផុយនៃធាតុវិទ្យុសកម្ម រ៉ាដ្យូម អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សារចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃអាតូម។ យើងក៏នឹងនិយាយអំពីវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍សម្រាប់ការសិក្សាអំពីភាគល្អិតដែលបង្កើតបានជាអាតូម។
ប្រធានបទ៖ រចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម និងស្នូលអាតូម។ ការប្រើប្រាស់ថាមពលនៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិច
មេរៀនទី ៥៤
Yeryutkin Evgeny Sergeevich
មេរៀននេះនឹងត្រូវបានឧទ្ទិសដល់ការពិភាក្សាអំពីវិធីសាស្រ្តពិសោធន៍សម្រាប់ការរកឃើញភាគល្អិត។ មុននេះ យើងបាននិយាយអំពីការពិតដែលថានៅដើមសតវត្សទី 20 ឧបករណ៍មួយបានបង្ហាញខ្លួនដែលអ្នកអាចសិក្សារចនាសម្ព័ន្ធអាតូម និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃស្នូល។ ទាំងនេះគឺជាភាគល្អិតមួយ ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការពុកផុយនៃវិទ្យុសកម្ម។
ដើម្បីចុះឈ្មោះភាគល្អិត និងវិទ្យុសកម្មទាំងនោះដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ វិធីសាស្រ្តថ្មីមួយចំនួនគឺត្រូវការជាចាំបាច់ ខុសពីការប្រើប្រាស់នៅក្នុងម៉ាក្រូកូស។ ដោយវិធីនេះ ការពិសោធន៍របស់ Rutherford បានប្រើវិធីសាស្រ្តមួយរួចហើយ។ វាត្រូវបានគេហៅថាវិធីសាស្ត្រ scintillation (flash) ។ នៅឆ្នាំ 1903 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាប្រសិនបើភាគល្អិតមួយប៉ះនឹងស័ង្កសីស៊ុលហ្វីត នោះពន្លឺតូចមួយកើតឡើងនៅកន្លែងដែលវាបុក។ បាតុភូតនេះគឺជាមូលដ្ឋាននៃវិធីសាស្រ្ត scintillation ។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយវិធីសាស្ត្រនេះមិនល្អឥតខ្ចោះទេ។ ខ្ញុំត្រូវមើលអេក្រង់ដោយប្រុងប្រយ័ត្នដើម្បីមើលពន្លឺទាំងអស់ ភ្នែករបស់ខ្ញុំអស់កម្លាំង៖ បន្ទាប់ពីទាំងអស់ ខ្ញុំត្រូវប្រើមីក្រូទស្សន៍។ មានតម្រូវការសម្រាប់វិធីសាស្រ្តថ្មីដែលនឹងធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីចុះឈ្មោះវិទ្យុសកម្មជាក់លាក់មួយចំនួនយ៉ាងច្បាស់ រហ័ស និងអាចទុកចិត្តបាន។
វិធីសាស្រ្តបែបនេះនឹងត្រូវបានស្នើឡើងជាលើកដំបូងដោយ Geiger ដែលជាបុគ្គលិកនៃមន្ទីរពិសោធន៍ Rutherford ។ គាត់បានបង្កើតឧបករណ៍ដែលមានសមត្ថភាព "រាប់" ភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ដែលធ្លាក់ចូលទៅក្នុងវាដែលគេហៅថា។ បញ្ជរ Geiger ។ បន្ទាប់ពីអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាឡឺម៉ង់ Muller បានកែលម្អការប្រឆាំងនេះ វាត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា Geiger-Muller counter ។
តើវាត្រូវបានរៀបចំយ៉ាងដូចម្តេច? បញ្ជរនេះគឺជាការបញ្ចេញឧស្ម័ន ពោលគឺឧ។ វាដំណើរការតាមគោលការណ៍នេះ៖ នៅក្នុងផ្នែកសំខាន់របស់វា ការបញ្ចេញឧស្ម័នត្រូវបានបង្កើតឡើងកំឡុងពេលឆ្លងកាត់ភាគល្អិត។ ខ្ញុំសូមរំលឹកអ្នកថា ការហូរចេញគឺជាលំហូរនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងឧស្ម័ន។
អង្ករ។ 1. ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃការរាប់ Geiger-Muller
ធុងកញ្ចក់មួយដែលមាន anode និង cathode ។ cathode ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងទម្រង់ជាស៊ីឡាំង ហើយ anode ត្រូវបានលាតសន្ធឹងនៅខាងក្នុងស៊ីឡាំងនេះ។ តង់ស្យុងខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង cathode និង anode ដោយសារតែប្រភពបច្ចុប្បន្ន។ នៅចន្លោះអេឡិចត្រូត នៅខាងក្នុងធុងបូមធូលី ជាធម្មតាមានឧស្ម័នអសកម្ម។ នេះត្រូវបានធ្វើក្នុងគោលបំណងដើម្បីបង្កើតការឆក់អគ្គិសនីដូចគ្នានាពេលអនាគត។ លើសពីនេះទៀតមានភាពធន់ទ្រាំខ្ពស់ (R ~ 10 9 Ohm) នៅក្នុងសៀគ្វី។ វាចាំបាច់ក្នុងការពន្លត់ចរន្តដែលហូរនៅក្នុងសៀគ្វីនេះ។ ហើយការងាររបស់បញ្ជរមានដូចខាងក្រោម។ ដូចដែលយើងដឹងហើយថា ភាគល្អិតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអែរ មានថាមពលជ្រៀតចូលដ៏ធំគួរសម។ ដូច្នេះធុងកញ្ចក់ដែលនៅខាងក្នុងដែលធាតុទាំងនេះមានទីតាំងនៅមិនតំណាងឱ្យឧបសគ្គណាមួយសម្រាប់ពួកគេ។ ជាលទ្ធផល ភាគល្អិតជ្រាបចូលទៅក្នុងបញ្ជរបញ្ចេញឧស្ម័ននេះ ហើយបំប្លែងឧស្ម័ននៅខាងក្នុង។ ជាលទ្ធផលនៃអ៊ីយ៉ូដបែបនេះ អ៊ីយ៉ុងដ៏ស្វាហាប់ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលនៅក្នុងវេនប៉ះទង្គិចគ្នា និងបង្កើតការប៉ះទង្គិចគ្នាទៅវិញទៅមក ដែលជាការដួលរលំនៃភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក។ ការធ្លាក់ចុះនៃភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់នេះនឹងមានអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមានដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានក៏ដូចជាអេឡិចត្រុង។ ហើយនៅពេលដែលការរអិលបាក់នេះឆ្លងកាត់ យើងអាចជួសជុលចរន្តអគ្គិសនីបាន។ នេះនឹងផ្តល់ឱ្យយើងនូវឱកាសដើម្បីយល់ថាភាគល្អិតមួយបានឆ្លងកាត់បញ្ជរបញ្ចេញឧស្ម័ន។
វាងាយស្រួលព្រោះក្នុងមួយវិនាទី បញ្ជរបែបនេះអាចចុះឈ្មោះប្រហែល 10,000 ភាគល្អិត។ បន្ទាប់ពីការកែលម្អមួយចំនួន បញ្ជរនេះក៏ចាប់ផ្តើមចុះឈ្មោះ g-rays ផងដែរ។
ប្រាកដណាស់ បញ្ជរ Geiger- វត្ថុងាយស្រួលដែលធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់អត្ថិភាពនៃវិទ្យុសកម្មជាទូទៅ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ បញ្ជរ Geiger-Muller មិនអនុញ្ញាតឱ្យកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃភាគល្អិតដើម្បីធ្វើការស្រាវជ្រាវណាមួយជាមួយភាគល្អិតទាំងនេះទេ។ នេះទាមទារវិធីខុសគ្នាខ្លាំង វិធីសាស្ត្រខុសគ្នាខ្លាំង។ មិនយូរប៉ុន្មានបន្ទាប់ពីការបង្កើតបញ្ជរ Geiger វិធីសាស្រ្តបែបនេះឧបករណ៍បែបនេះបានបង្ហាញខ្លួន។ មួយក្នុងចំណោមល្បីល្បាញបំផុតនិងរីករាលដាលគឺបន្ទប់ពពក។
អង្ករ។ 2. បន្ទប់ពពក
យកចិត្តទុកដាក់លើឧបករណ៍កាមេរ៉ា។ ស៊ីឡាំងដែលមានស្តុងដែលអាចផ្លាស់ទីឡើងលើចុះក្រោម។ នៅខាងក្នុង piston នេះគឺក្រណាត់ងងឹតដែលមានសំណើមដោយជាតិអាល់កុលនិងទឹក។ ផ្នែកខាងលើនៃស៊ីឡាំងត្រូវបានគ្របដោយវត្ថុធាតុថ្លា ដែលជាធម្មតាជាកញ្ចក់ក្រាស់។ ខាងលើវាគឺជាកាមេរ៉ាសម្រាប់ថតរូបនូវអ្វីដែលនឹងកើតឡើងនៅខាងក្នុងបន្ទប់ពពក។ ដើម្បីឱ្យអ្វីៗទាំងអស់នេះអាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ អំពូល Backlight ត្រូវបានធ្វើឡើងនៅផ្នែកខាងឆ្វេង។ តាមរយៈបង្អួច នៅខាងស្តាំ ស្ទ្រីមនៃភាគល្អិតមួយត្រូវបានដឹកនាំ។ ភាគល្អិតទាំងនេះដែលចូលទៅខាងក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក ដែលមានទឹក និងអាល់កុល នឹងមានអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតទឹក និងភាគល្អិតអាល់កុល ។ នេះគឺជាកន្លែងដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតកុហក។ ចន្លោះរវាងកញ្ចក់ និងស្តុងត្រូវបានបំពេញដោយចំហាយទឹក និងជាតិអាល់កុលដែលបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការហួត។ នៅពេលដែល piston ធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង សម្ពាធធ្លាក់ចុះ ហើយចំហាយទឹកដែលនៅទីនេះចូលមកក្នុងស្ថានភាពមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង i.e. ត្រៀមខ្លួនជាស្រេចដើម្បីចូលទៅក្នុងរាវ។ ប៉ុន្តែដោយសារជាតិអាល់កុល និងទឹកសុទ្ធត្រូវបានដាក់ក្នុងចន្លោះនេះ ដោយគ្មានភាពមិនបរិសុទ្ធ បន្ទាប់មកសម្រាប់ពេលខ្លះ (វាអាចមានទំហំធំណាស់) ស្ថានភាពមិនមានលំនឹងបែបនេះនៅតែបន្តកើតមាន។ នៅពេលនេះនៅពេលដែលភាគល្អិតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ចូលទៅក្នុងតំបន់នៃ supersaturation នោះពួកវាក្លាយជាចំណុចកណ្តាលដែលការ condensation ចំហាយចាប់ផ្តើម។ លើសពីនេះទៅទៀត ប្រសិនបើភាគល្អិតអវិជ្ជមានចូល ពួកវាធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងមួយចំនួន ហើយប្រសិនបើវាជាវិជ្ជមាន បន្ទាប់មកជាមួយអ៊ីយ៉ុងនៃសារធាតុផ្សេងទៀត។ កន្លែងដែលភាគល្អិតនេះហោះមកនោះ អ្វីដែលគេហៅថាដាននៅតែជាដាន។ ប្រសិនបើអង្គជំនុំជម្រះពពកឥឡូវនេះត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិក នោះភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកចាប់ផ្តើមងាកចេញពីដែនម៉ាញេទិក។ ហើយបន្ទាប់មកអ្វីគ្រប់យ៉ាងគឺសាមញ្ញណាស់: ប្រសិនបើភាគល្អិតត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាននោះវា deviates ក្នុងទិសដៅមួយ។ ប្រសិនបើអវិជ្ជមាន - ទៅមួយទៀត។ ដូច្នេះយើងអាចកំណត់សញ្ញានៃការចោទប្រកាន់ ហើយដោយកាំនៃរង្វង់មូលដែលភាគល្អិតផ្លាស់ទី យើងអាចកំណត់ ឬប៉ាន់ស្មានម៉ាស់នៃភាគល្អិតនេះ។ ឥឡូវនេះយើងអាចនិយាយបានថាយើងអាចទទួលបានព័ត៌មានពេញលេញអំពីភាគល្អិតដែលបង្កើតបានជាវិទ្យុសកម្មនេះឬនោះ។
អង្ករ។ 3. តាមដានភាគល្អិតនៅក្នុងបន្ទប់ពពក
អង្គជំនុំជម្រះពពកមានគុណវិបត្តិមួយ។ បទដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការឆ្លងកាត់នៃភាគល្អិតគឺមានរយៈពេលខ្លី។ រាល់ពេលដែលអ្នកត្រូវរៀបចំកាមេរ៉ាម្តងទៀតដើម្បីទទួលបានរូបភាពថ្មី។ ដូច្នេះ កាមេរ៉ាមួយស្ថិតនៅខាងលើកាមេរ៉ាដែលចុះឈ្មោះបទទាំងនោះ។
តាមធម្មជាតិ នេះមិនមែនជាឧបករណ៍ចុងក្រោយដែលប្រើដើម្បីចុះឈ្មោះភាគល្អិតនោះទេ។ នៅឆ្នាំ 1952 ឧបករណ៍មួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលត្រូវបានគេហៅថាបន្ទប់ពពុះ។ គោលការណ៍នៃប្រតិបត្តិការរបស់វាគឺប្រហាក់ប្រហែលនឹងអង្គជំនុំជម្រះពពក។ ការងារតែមួយគត់ត្រូវបានអនុវត្តជាមួយរាវ superheated, i.e. នៅក្នុងស្ថានភាពមួយដែលរាវហៀបនឹងឆ្អិន។ នៅពេលនេះ ភាគល្អិតហើរតាមអង្គធាតុរាវដែលបង្កើតជាមជ្ឈមណ្ឌលបង្កើតពពុះ។ បទដែលបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងកាមេរ៉ាបែបនេះត្រូវបានរក្សាទុកយូរជាងនេះ ហើយនេះធ្វើឱ្យកាមេរ៉ាកាន់តែងាយស្រួល។
អង្ករ។ 4. រូបរាងនៃអង្គជំនុំជម្រះពពុះ
នៅក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ី វិធីសាស្រ្តមួយផ្សេងទៀតត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ត្រួតពិនិត្យភាគល្អិតវិទ្យុសកម្មផ្សេងៗ ការពុកផុយ និងប្រតិកម្ម។ នេះគឺជាវិធីសាស្រ្តនៃ emulsion រូបថតស្រទាប់ក្រាស់។ ភាគល្អិតធ្លាក់ចូលទៅក្នុងសារធាតុ emulsion ដែលត្រូវបានរៀបចំតាមរបៀបជាក់លាក់មួយ។ អន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិត emulsion ពួកវាមិនត្រឹមតែបង្កើតបទប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែបទដែលនៅក្នុងខ្លួនគេតំណាងឱ្យរូបថតដែលយើងទទួលបាននៅពេលថតរូបបទក្នុងបន្ទប់ពពក ឬក្នុងបន្ទប់ពពុះ។ វាកាន់តែងាយស្រួល។ ប៉ុន្តែនៅទីនេះមានគុណវិបត្តិសំខាន់មួយ។ ដើម្បីឱ្យវិធីសាស្ត្រ photoemulsion ដំណើរការក្នុងរយៈពេលយូរ ត្រូវតែមានការជ្រៀតចូលថេរ ការជ្រៀតចូលនៃភាគល្អិតថ្មី ឬវិទ្យុសកម្មដែលបង្កើតឡើង ពោលគឺឧ។ ការចុះឈ្មោះជីពចររយៈពេលខ្លីតាមវិធីនេះគឺមានបញ្ហា។
អ្នកអាចនិយាយអំពីវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត: ឧទាហរណ៍មានវិធីសាស្រ្តដូចជាបន្ទប់ផ្កាភ្លើង។ នៅទីនោះ ជាលទ្ធផលនៃលំហូរនៃប្រតិកម្មវិទ្យុសកម្ម ផ្កាភ្លើងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅតាមបណ្តោយដាននៃចលនានៃភាគល្អិត។ ពួកគេក៏អាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ និងងាយស្រួលក្នុងការចុះឈ្មោះ។
រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា semiconductor ត្រូវបានគេប្រើញឹកញាប់បំផុត ដែលមានទាំងបង្រួម និងងាយស្រួល ហើយផ្តល់លទ្ធផលល្អគួរសម។
យើងនឹងនិយាយអំពីអ្វីដែលរបកគំហើញត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើវិធីសាស្រ្តដែលបានពិពណ៌នាខាងលើនៅក្នុងមេរៀនបន្ទាប់។
បញ្ជីអក្សរសិល្ប៍បន្ថែម
- Borovoy A.A. របៀបដែលភាគល្អិតត្រូវបានចុះបញ្ជី (បន្ទាប់ពីនឺត្រុងណូស) ។ "បណ្ណាល័យ Quantum" ។ កិច្ចការ។ 15. M.: Nauka, 1981
- Bronstein M.P. អាតូមនិងអេឡិចត្រុង។ "បណ្ណាល័យ Quantum" ។ កិច្ចការ។ 1. M.: Nauka, 1980
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. រូបវិទ្យា៖ សៀវភៅសិក្សាសម្រាប់ថ្នាក់ទី ៩ នៃវិទ្យាល័យ។ អិមៈ "ការត្រាស់ដឹង"
- Kitaygorodsky A.I. រូបវិទ្យាសម្រាប់មនុស្សគ្រប់គ្នា។ ហ្វូតូន និងនុយក្លេអ៊ែ។ សៀវភៅ 4. M.: វិទ្យាសាស្រ្ត
- Myakishev G.Ya., Sinyakova A.Z. រូបវិទ្យា។ រូបវិទ្យា Quantum អុបទិក។ ថ្នាក់ទី១១៖ សៀវភៅសិក្សាសម្រាប់សិក្សាស៊ីជម្រៅអំពីរូបវិទ្យា។ M. : Bustard
