[Перевод] Строим камеру Вильсона и обнаруживаем космические лучи у себя дома

Прокомментировать Просмотры: 122
Камера Вильсона (она же туманная камера) — один из первых в истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных частиц. Принцип действия камеры использует явление конденсации перенасыщенного пара: при появлении в среде перенасыщенного пара каких-либо центров конденсации на них образуются мелкие капли жидкости. Эти капли достигают значительных размеров и могут быть сфотографированы. Источник исследуемых частиц может располагаться либо внутри камеры, либо вне её (в этом случае частицы залетают через прозрачное для них окно).

Очень странно думать о том, что нас постоянно бомбардируют крохотные частицы, движущиеся со скоростью света. Хотите увидеть свидетельство их существования? Смотрите видео. Не верите видео, или просто хотите увидеть следы в испарениях собственными глазами – продолжайте читать эту инструкцию.

Шаг 1: материалы

[Перевод] Строим камеру Вильсона и обнаруживаем космические лучи у себя дома

Вот, что мне понадобилось для постройки собственной туманной камеры:

  • Пенопласт (купил уже нарезанным на куски нужного размера);
  • Аквариум;
  • Лист металла;
  • Чёрный пластилин;
  • Чёрная плотная бумага;
  • Чёрная изолента;
  • Клей;
  • Шкурка;
  • Фонарик или проектор для слайдов (нужен чёткий и яркий луч света);
  • Сухой лёд (для охлаждения основания камеры);
  • Изопропиловый спирт концентрации 91% или более (70% не подойдёт!);
  • Вода.

Инструменты:

  • Нож;
  • Шпатель (помогал себе при отрезании пенопласта);
  • Линейка;
  • Маркер;
  • Термопластичный клей;
  • Магниты.

Шаг 2: конструируем изолированную коробку для сухого льда

Коротко говоря, необходимо сделать теплоизолирующий короб, который мы наполним сухим льдом. Он должна быть достаточно большим, чтобы в нём плотно сидела металлическая пластина. Я использовал пластину как трафарет для вырезания коробки из пенопласта. Потом я зашкурил пенопласт и склеил всё вместе. При резке пенопласта я сначала использовал нож для намётки разреза, а потом оставшуюся толщину я проходил шпателем. Уверен, что есть способ резать пенопласт лучше, но поскольку я всё равно его потом зашкуривал, результат резки меня не очень волновал.

Шаг 3: готовим металлическое основание

Металлическая пластина кладётся сверху на сухой лёд для теплопередачи между ним и камерой. Самое важное – пластину с аквариумом необходимо соединять герметично. Это позволяет поддерживать высокую концентрацию алкоголя в камере и получать перенасыщенный пар. Для этого я решил заполнить желобок по краю аквариума водой или лишним алкоголем. А чтобы сделать желобок, я использовал пластилин и сделал из его две дорожки на металлической плите. Потом, чтобы белые следы в парах контрастировали с нижней частью камеры, я наклеил на пластину чёрную бумагу. Благодаря ей следы в парах было видно гораздо лучше.

Шаг 4: готовим аквариум

К нижней части аквариума (которая в итоге оказалась наверху) я приклеил отрезок фетра. Сначала я сделал это при помощи термоклея, однако, как можно увидеть на фото, после впитывания алкоголя он провис. Чтобы это исправить, я использовал набор магнитов, которые гораздо лучше прижали фетр ко дну аквариума. Фетр используется для впитывания алкоголя, и его можно заменить любой другой губкой или впитывающей тканью.

Шаг 5: собираем всё вместе!

И вот теперь коробка для сухого льда, металлическое основание и аквариум готовы к работе!

Сначала нужно наполнить пенопластовую коробку сухим льдом, а потом разместить на нём металлическое основание. Оно, вероятно, жутко заскрипит во время быстрого охлаждения, но это вскоре должно прекратиться.

Затем налейте на фетр алкоголя, пока он не станет мокрым, и поместите аквариум вверх ногами на металлическом основании. Залейте воды или алкоголя в канал из пластилина, чтобы обеспечить герметичность камеры.

Теперь погасите в комнате свет и подсветите камеру источником света. Я закрыл все стороны аквариума, кроме одной, плотной чёрной бумагой, чтобы космические лучи было проще снимать. Почти сразу же вы должны увидеть, как конденсат алкоголя начнёт падать вниз, и примерно через 10 минут из него сформируется перенасыщенный пар. После этого ближе к нижней части камеры вы должны увидеть следы, оставляемые частицами в парах.

Происходит вот что: при пролёте космического луча через камеру он ионизирует молекулы воздуха, а алкогольный пар оказывается таким насыщенным, что конденсируется на этих следах ионизированных молекул. Именно так камера позволяет нам «видеть» частицы, движущиеся почти со скоростью света.

 
Источник

Похожие статьи

Поиск по играм, новостям и статьям…

Введите не менее двух символов

Введите не менее двух символов