Пређи на садржај

Маглена комора

С Википедије, слободне енциклопедије

Схематски приказ маглене коморе. Наглим помицањем клипа према доле, незасићена пара у комори постаје засићена, јер долази до наглог хлађења паре, а кондензација се у облику низа малих капљица догађа око јона које је начинио пролаз наелектрисане честице.
Маглена комора с видљивим траговима јонизирајућег зрачења (кратки дебели трагови су алфа честице, а дуги и танки трагови су бета честице).

Маглена комора или Вилсонова комора је мерни инструмент којим се прате трагови јонизујућег зрачења[1] (алфа-честице,[2][3] бета-честице,[4] гама зраци,[5][6][7][8] рендгенски зраци[9][10][11] итд), а састоји се од коморе у којој је презасићена водена пара, којој да би се кондензовала недостају центри кондензације, те је за око и камеру невидљива. Јони које створи пролаз јонизирајуће честице, постају центри кондензације и пролаз честице постаје видљив у облику густог низа ситних капљица.[12] Ове капљице су видљиве као „маглени” трагови који су постојани неколико секунди док капљице падају кроз пару. Ови трагови имају карактеристичне облике. На пример, алфа честице остављају дебеле и праве трагове, док су електронски трагови танки и пружају у већој мери евиденцију о скретањима услед колизија.

Маглену комору је 1911. конструирао британски физичар и метеоролог Чарлс Вилсон, који је за то откриће добио Нобелову награду за физику 1927. године.[13][14] Маглене коморе су одиграле проминентну улогу у експерименталној физици честица од 1920-их до 1950-их, до развоја коморе са мехурићима. Конкретно, открића позитрона 1932. године и миона 1936. године, која је остварио Карл Андерсон (Награђен Новеловом наградом за физику 1936. године), су базирана на примени маглене коморе. Откриће каона заслугом Џорџа Рочестера и Клифорда Батлера 1947. године, је исто тако остварено користећи маглену комору као детектор.[15]. У сваком од ових случаја, космички зраци су били извор јонизујуће радијације.

Изум[уреди | уреди извор]

Чарлс Томсон Рис Вилсон (1869–1959), шкотски физичар, се сматра изумитељом маглене коморе. Инспирисан посматрањем Брокеновог спектра док је радио на врху Бен Невиса 1894. године, он је започео са развојем експанзионих комора за изучавање формирања облака и оптичких феномена у влажном ваздуху. Врло брзо је открио да јони могу да делују као центри за формирање капљица воде у таквим коморама. Он је наставио да примењује ово откриће и усавршио прву маглену комору 1911. године. У Вилсоновој оригиналној комори ваздух унутар затвореног уређаја био је засићен воденом паром, затим је дијафрагма коришћена за ширење ваздуха у комори (адијабатску експанзију), чиме се хлађи ваздух и започиње кондензација водене паре. Одатле потиче име експанзиона маглена комора. Када јонизујућа честица прође кроз комору, водена пара се кондензује на резултујућим јонима и траг честице је видљив у облаку паре. Вилсон је, заједно са Артуром Комптоном, награђен Нобеловом наградо за физику 1927. године за његов рад на магленој комори.[16] Овај тип коморе се исто тако назива пулсирајућом комором, јер се услови за рад не одржавају континуирано. Даљи развој је спровео Патрик Блекет, који је користио круту опругу да веома брзо шири и компримује комору, чинечи комору сензитивном на честице неколико пута у секунди. Филмска трака је кориштена за снимање слика.

Дифузиону маглену комору је развио 1936. године Александар Лангсдорф.[17] Ова комора се разликује од од експанзионе маглене коморе по томе што је константно сенситивна на радијацију, и што се дно мора хладити на веома ниске температуре, генерално хладније од −26 °Ц (−15 °Ф). Уместо водене паре, користи се алкохол због његове ниже тачке смрзавања. Маглене коморе које се хладе сувим ледом или термоелектрично путем Пелтиеровог ефекта се често срећу. Алкохол који се користи у њима је обично изопропил алкохол или денатурализовани алкохол.

Начин рада[уреди | уреди извор]

Конструкција маглене коморе је данас усавршена, али посматрање и фотографисање јонизујућег зрачења се и даље заснива на траговима магле, која настаје кондензацијом водене паре на јонима, добијеним проласком тих честица кроз ваздух у затвореној посуди. При снижавању температуре ваздуха са засићеном паром настаје презасићена водена пара, повлачењем клипа и повећањем запремине у посуди (једначина стања идеалног гаса), услед чега долази до њеног кондензовања на ситним честицама, јонима.

Маглена комора се састоји од металног ваљка (пречника 100 до 150 мм), који је с доње стране затворен покретним клипом. Ваљак је с горње стране непропусно затворен стакленом плочом, кроз коју се посматра унутрашњост коморе. С бочне стране је стаклени прозорчић, кроз који се унутрашњост коморе обасјава с видљивом светлошћу. Испод стаклене плоче обично се налази метална мрежа, која је проводном жицом везана за један пол јаке електричне батерије (око 250 V). Други пол ове батерије је везан жицом за метални ваљак.

Пре рада маглене коморе мора се на горњу површину клипа ставити мало воде, услед чијег испаравања се ваздух засити воденом паром. Експериментима је утврђено да се постиже боља кондензација водене паре у комори кад је води додато мало метилн или етил алкохола. Кад се клип нагло повуче према доле, услед адијабатског ширења у комори, ваздух се охлади. Пошто дуж путање јонизујућег зрачења настаје јонизација ваздуха, појавиће се кондензација водене паре на јонима. Проматрач који гледа кроз стаклену плочу приметиће путање јона у виду белих танких трагова магле. Ови трагови магле могу се и фотографисати.

Откриће маглене коморе врло је значајно за откривање атомске структуре, јер су трагови магле у комори сигуран доказ постојања атома и јонизирајућих честица. Њен недостатак је што после сваког стварања трагова магле, треба да прође пар секунди док комора буде у могућности да поновно открије трагове нових честица. У међувремену, може се одвити неки догађај који ће остати незапажен.[18]

Дифузијска маглена комора[уреди | уреди извор]

Пошто маглена комора не може да ради непрекидно, Александер Лангсдорф је 1939. конструирао дифузијску маглену комору, која остаје стално осетљива на јонизирајуће зрачење, док је год у комори присутна залиха испарљиве течности, као што је метилни алкохол. Засићени простор с паром постоји стално у средини коморе, јер се у горњем делу одржава стална температура од 30 °Ц, а при дну око -70 °Ц. Ова комора је врло погодна за истраживање елементарних честица високе енергије.[19]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ „Ионизинг радиатион, хеалтх еффецтс анд протецтиве меасурес”. Wорлд Хеалтх Организатион. 29. 4. 2016. Архивирано из оригинала 29. 3. 2020. г. Приступљено 22. 1. 2020. 
  2. ^ Дарлинг, Давид. „Алпха партицле”. Енцyцлопедиа оф Сциенце. Архивирано из оригинала 14. 12. 2010. г. Приступљено 7. 12. 2010. 
  3. ^ Бохан, Елисе; Динwиддие, Роберт; Цхаллонер, Јацк; Стуарт, Цолин; Харвеy, Дерек; Wрагг-Сyкес, Ребецца; Цхрисп, Петер; Хуббард, Бен; Паркер, Пхиллип; et al. (Writers) (фебруар 2016). Big History. Foreword by David Christian (1st American изд.). New York: DK. стр. 58. ISBN 978-1-4654-5443-0. OCLC 940282526. 
  4. ^ „Beta Decay”. Lbl.gov. 9. 8. 2000. Архивирано из оригинала 3. 3. 2016. г. Приступљено 10. 4. 2014. 
  5. ^ Villard, P. (1900). „Sur la réflexion et la réfraction des rayons cathodiques et des rayons déviables du radium”. Comptes rendus. 130: 1010—1012. 
  6. ^ Villard, P. (1900). „Sur le rayonnement du radium”. Comptes rendus. 130: 1178—1179. 
  7. ^ L'Annunziata, Michael F. (2007). Radioactivity: introduction and historyСлободан приступ ограничен дужином пробне верзије, иначе неопходна претплата. Amsterdam, Netherlands: Elsevier BV. стр. 55–58. ISBN 978-0-444-52715-8. 
  8. ^ Rutherford, E. (1903). „The magnetic and electric deviation of the easily absorbed rays from radium”. Philosophical Magazine. 6. 5 (26): 177—187. doi:10.1080/14786440309462912. 
  9. ^ „X-Rays”. Science Mission Directorate. NASA. 
  10. ^ Novelline, Robert (1997). Squire's Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. ISBN 0-674-83339-2.
  11. ^ Caldwell, Wallace E.; Merrill, Edward H. (1964). History of the World. 1. United States: The Greystone Press. стр. 394. 
  12. ^ [1] Архивирано на сајту Wayback Machine (5. јул 2010) "Ионизирајуће зрачење у биосфери", Миле Џелалија, Кемијско-технолошки факултет, Свеучилиште у Сплиту, 2011.
  13. ^ Асимов'с Биограпхицал Енцyцлопедиа оф Сциенце анд Тецхнологy, Исаац Асимов, 2нд ед., Доубледаy & C., Инц. ISBN 978-0-385-17771-9..
  14. ^ „Charles Thomson Rees Wilson's biography”. Архивирано из оригинала 03. 08. 2004. г. Приступљено 08. 04. 2019. 
  15. ^ „The Nobel Prize in Physics 1936”. Nobelprize.org. Приступљено 7. 4. 2015. 
  16. ^ „The Nobel Prize in Physics 1927”. www.nobelprize.org. Приступљено 7. 4. 2015. 
  17. ^ Frisch, O.R. (22. 10. 2013). Progress in Nuclear Physics, Band 3. стр. 1. ISBN 9781483224923. 
  18. ^ [2] Архивирано на сајту Wayback Machine (4. фебруар 2012) "Детекција и заштита од зрачења", www.немис.зпф.фер.хр, 2011.
  19. ^ "Радиоактивност и детекција зрачења", Велимир Карасман, www.ргн.хр, 2007.

Литература[уреди | уреди извор]

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Маглена комора на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Maglena_komora&oldid=27675376”