Читать книгу М:е:х:а:н:и:к:а з:а:р:я:д:о:в. Учебник физики для исследователей - - Страница 7
XXXIV. Камера Вильсона. Ионные треки
ОглавлениеЕсли частицы в гравитационном плену друг у друга, то что тогда демонстрируется работой камеры Вильсона? Коротко: попадание в зону конденсации и распад ионных нитей. Если бы это были треки летящих частиц, то они были бы прямолинейными, возможно чуть-чуть изгибаясь на конце, они бы замедлялись, а не останавливались мгновенно. Да и невозможно было бы таким маленьким частицам растолкать толпу гораздо более тяжёлых, чем они, частиц вокруг себя.
Элементарное наблюдение говорит о том, что треки в камере Вильсона зигзагообразные, зигзаги начинаются как в конце, так и в начале трека, скорость трека не замедляется, а остаëтся одинаковой вплоть до исчезновения трека. Всë это говорит о том, что следы образуются не летящими частицами, а вращающимися. То есть каждый след создаëтся ионной нитью зарядов никуда не летящих, стоящих на месте. Ионная нить в районе подсвечиваемого следа образуется из тех самых частиц, которые находятся в конденсированном пару спирта, то есть из частиц спирта.
Я всегда стараюсь быть точным в своих формулировках, поэтому не говорю «из молекул спирта». Пар всегда образуется не молекулами жидкости, а частицами, состоящими из молекул жидкости и воздуха, заключëнного в микроскопические воздушные пузырьки, образованные тончайшей плëнкой молекул жидкости. В момент схлопывания такого пузырька происходит трение, нагрев, сжатие заключëнного в него воздуха, его температура, температура воздуха внутри пузырька, становится выше температуры воздуха снаружи, в результате чего возникает подъёмная сила, согласно законам аэродинамики воздухоплавательных шаров, поэтому пузырёк резко взмывает вверх, подобно петарде. Он уносит с собой тëплый воздух с поверхности вещества, поэтому испарение всегда охлаждает. Тему испарения я не затрагивал ни в одной из глав, потому что нигде не касалось дело работы пара и его структурного строения. Да и здесь, в общем-то, это не очень нужно. Но, если хотите, можете сами понаблюдать испарение воды с любого смоченного тряпкой пластика под микроскопом (под запись, с замедлением, увеличение 1000х), вы увидете те самые микроскопические пузырьки, о которых я говорю – они резко взмывают вверх, сразу после схлопывания жидкости в пузырëк. Только не ищите этого свойства воды, жидкости в энциклопедии. Истинные свойства воды нигде никем не описаны. Считается, что вода очень хорошо изучена, поэтому ни один наблюдатель никогда не наблюдал еë лично, всегда полагался на мнение других наблюдателей, которые тоже ни черта не наблюдали за водой, а лишь записывали в энциклопедии то, что якобы «и так все знают».
В камере Вильсона демонстрация «шоу частиц» начинается тогда, когда пар становится насыщенным, неподвижным. Сверху идëт процесс ионизации воздуха. В верхней части камеры располагается высоковольтный ионизатор, от которого, как я всегда говорю, тянутся образуемые им длинные, как волосы девушки, невидимые ионные нити. Большая часть этих ионных нитей разряжается на отрицательном электроде ионизатора (если добавить на колодки напряжение, то это станет заметно за счёт люминесцентного свечения обоих электродов), а часть подхватывается слабым ионным ветром, производимым ионизатором, и уносится вниз, на дно камеры, где находится криогенная установка, охлаждающая дно камеры до -50°С. Напряжение ионизатора 5—11 кВ, слабый ионный ветер гуляет по камере, отрывает по одной нити, они опускаются на дно камеры и гасятся в конденсационной среде.
Попадая в конденсированный слой паров спирта толщиной около 3 мм., ионные нити становятся видимыми за счёт инверсионного следа. Точно такого же следа, который оставляет в небе пролетающий самолёт, или метеорит. Поэтому создаëтся ложное впечатление, что камеру якобы прошивают насквозь летящие через неë частицы слабого радиационного фона.
Внешняя ионизация вполне может быть, только источник радиации надо припирать к стенке снаружи, а не держать его внутри. Наиболее вероятно то, что происходит внутри пустой работающей камеры – ионизация воздуха от ионизатора. Он производит ионные нити, и нет возможности отличить их от внешних, производимых радиационным фоном.
Возможно, есть какие-то профессиональные, откалиброванные камеры Вильсона, я же говорю о любительской, собранной по схемам и чертежам стандартной камеры Вильсона. Устройство камеры мне понятно, человек на видео объясняет, как он еë сделал, из чего. Это даëт возможность правильно оценить работу камеры Вильсона – той, что показана на видео.
А более сложные камеры Вильсона я не изучал, так как их устройства не видел, поэтому не могу сказать, как работают камеры Вильсона в научных лабораториях, лучше они или хуже. Но калибровка, конечно, нужна. В камере, помимо высоковольтного напряжения, есть и тепловое, которое тоже влияет на перенос зарядов от частицы частице… Среда в камере отнюдь не нейтральная, поэтому говорить о том, что она воспроизводит треки электромагнитных волн, которые приходят извне, не приходится. Измените напряжение ионизатора – и эти треки исчезнут. Вот вам и весь опыт.
Что касается радиоактивных элементов, помещëнных внутрь камеры, тут уже явно прорисовываются ионные нити, идущие от радиоактивного источника. Ионизатор, скорее всего, притягивает и усиливает ионные нити зарядов, идущие со стороны радиоактивного источника. Ведь ионные нити ионизатора имеют на концах заряды, которые притягивают к себе ионные нити, идущие от радиоактивных частиц. Правда, частота их не совпадает и они разрываются, образуя тепловые инверсионные следы на дне камеры.
Кое-что можно объяснить и по-другому. Камера Вильсона напичкана электромагнитными полями, еë недостаток в том, что из всего многообразия находящихся в ней зарядов высвечивается только тонкий 3-миллиметровый слой конденсации, прилегающий ко дну. В этом слое проявляется часть зарядов, а где остальные?! Их не видно.
Очевидно, что конденсированные заряды тормозятся и распадаются, образуя тепловой (инверсионный) след, как-будто что-то пролетело. На самом деле не пролетело, а раскрутилось от ионного заряда на входе в конденсационную среду, этот заряд также имеет продолжение в виде ионной нити над этой средой, начинается он, вероятно, от положительного электрода ионизатора, если нет других источников.
Ионные нити также распадаются и вне конденсационной среды, просто мы и эти распады не видим.
Но всё-таки камера Вильсона, хотя бы частично, визиализирует распады ионных нитей, и этим она хороша!
Если добавить напряжение ионных нитей, через ионизатор – свыше 10кВ, или через мощный радиоактивный источник, то инверсионные следы исчезают, так как повышенное напряжение ионных нитей означает их повышенную прочность, повышенную силу притяжения зарядов друг к другу. Это создаëт условия для прохождения ионных нитей через камеру Вильсона без распада и образования инверсионного следа.
Ведь инверсионный след образуется от тепла, выделяемого в процессе распада зарядов, разъединения ионной нити. Заряды несут в себе кинетическую энергию, которая выделяется при распаде ионной нити и нагревает конденсационный слой в виде полосы прохождения распавшейся ионной нити. Камера Вильсона, визиализируя этот процесс, даëт максимально возможное представление о нём, что можно использовать в практических разработках.
Принято считать, что камера Вильсона регистрирует радиоактивный фон, но, как всегда, забывается, что потоки радиоактивных частиц – это не потоки, а электромагнитные волны определëнного диапазона, а электромагнитные волны – это не волны, а ионные нити зарядов, соединëнных друг с другом последовательно, плюсом вращения к минусу вращения, за счёт коловратной силы вращения зарядов. Соответственно, распадается ионная нить только тогда, когда становится слишком длинной, вращение зарядов тормозится, а стягивающая их сила ослабевает. При этом частицы не передвигаются никуда, они подхватывают вращением те частицы, которые последовательно цепляются к концу ионной нити, и если масса подхватываемых частиц велика, то вращение ионной нити замедляется и распад происходит быстрее, чем мог бы быть. Относительно воздуха молекулы спирта, конечно, тяжелы, они в составе спиртово-воздушных шариков цепляются к концу ионной нити как маленькие гири и быстро разрушают еë.
– Научно-популярный фильм «Тайны вещества» (1956). История науки. Алхимия и её младшая сестра – современная физика. А в промежутке была https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Корпускулярно-кинетич.. нормальная ломоносовская физика.