Nasihat

Bagaimana Membuat Bilik Awan

Bagaimana Membuat Bilik Awan

Walaupun anda tidak dapat melihatnya, radiasi latar belakang adalah di sekeliling kita. Sumber radiasi semula jadi (dan tidak berbahaya) termasuk sinar kosmik, kerosakan radioaktif daripada unsur-unsur dalam batuan, dan juga pereputan radioaktif daripada unsur-unsur dalam organisma hidup. Ruang awan adalah alat mudah yang membolehkan kita melihat peredaran radiasi pengionan. Dalam erti kata lain, ia membolehkan tidak langsung pemerhatian radiasi. Peranti itu juga dikenali sebagai ruang awan Wilson, sebagai penghormatan kepada penciptanya, ahli fizik Scotland, Charles Thomson Rees Wilson. Penemuan yang dibuat menggunakan ruang awan dan peranti yang berkaitan yang disebut ruang gelembung membawa kepada penemuan positron 1932, penemuan muon tahun 1936, dan penemuan kaoni 1947.

Bagaimana Kerja Dewan Awan

Terdapat pelbagai jenis bilik awan. Ruang awan jenis penyebaran adalah yang paling mudah untuk dibina. Pada asasnya, peranti ini terdiri daripada bekas terkurung yang dibuat hangat di atas dan sejuk di bahagian bawah. Awan di dalam bekas terbuat dari wap alkohol (mis., Metanol, isopropil alkohol). Bahagian atas panas di dalam bilik menguapkan alkohol. Wap sejuk kerana ia jatuh dan mengalir pada bahagian bawah sejuk. Jumlah antara bahagian atas dan bawah adalah awan wap supersatur. Apabila zarah yang bertenaga bertenaga (sinaran) melepasi wap, ia meninggalkan laluan pengionan. Molekul alkohol dan air dalam wap adalah kutub, jadi mereka tertarik kepada zarah terionisasi. Kerana wap itu supersaturated, apabila molekul bergerak mendekat, mereka mengembunkan ke dalam titisan berkabut yang jatuh ke arah bawah bekas. Laluan jejak ini dapat dikesan kembali ke asal sumber radiasi.

Buat Bilik Awan buatan sendiri

Hanya beberapa bahan mudah diperlukan untuk membina ruang awan:

  • Jelas kaca atau bekas plastik dengan tudung
  • 99% alkohol Isopropyl
  • Ais kering
  • Bekas bertebat (mis., Buih sejuk)
  • Bahan penyerap
  • Kertas hitam
  • Lampu suluh yang sangat terang
  • Cawan kecil air suam

Sebuah bekas yang baik boleh menjadi balang mentega kacang kosong yang besar. Isopropyl alkohol boleh didapati di kebanyakan farmasi seperti menggosok alkohol. Pastikan ia adalah 99% alkohol. Methanol juga berfungsi untuk projek ini, tetapi ia adalah lebih toksik. Bahan penyerap boleh menjadi span atau sekeping dirasakan. Lampu suluh LED berfungsi dengan baik untuk projek ini, tetapi anda juga boleh menggunakan lampu suluh pada telefon pintar anda. Anda juga ingin telefon anda berguna untuk mengambil gambar jejak di ruang awan.

  1. Mulailah dengan memasukkan sekeping span ke dalam bahagian bawah balang. Anda mahu bersenang-senang supaya tidak jatuh apabila balang terbalik kemudian. Sekiranya perlu, sedikit tanah liat atau gusi boleh membantu melekat span ke dalam balang. Elakkan pita atau gam, kerana alkohol boleh membubarkannya.
  2. Potong kertas hitam untuk menutup bahagian dalam tudung. Kertas hitam menghilangkan refleksi dan sedikit menyerap. Sekiranya kertas tidak dipasang di tempat tudung ditutup, tutupnya ke tudung menggunakan tanah liat atau gusi. Tetapkan penutup sampul kertas untuk sekarang.
  3. Tuangkan isopropil alkohol ke dalam balang supaya span sepenuhnya tepu, tetapi tidak ada cecair yang berlebihan. Cara termudah untuk melakukan ini adalah menambah alkohol sehingga ada cecair dan kemudian tuangkan lebihan itu.
  4. Tutup penutup balang.
  5. Di dalam bilik yang boleh dibuat sepenuhnya gelap (mis., Almari atau bilik mandi tanpa tingkap), tuangkan ais kering ke dalam sejuk. Hidupkan balang terbalik dan letakkannya ke atas ais kering. Berikan balang kira-kira 10 minit untuk berehat.
  6. Tetapkan hidangan kecil air hangat di atas ruang awan (ke bahagian bawah balang). Air panas memanaskan alkohol untuk membentuk awan wap.
  7. Akhirnya, matikan semua lampu. Bersinar lampu suluh melalui sisi ruang awan. Anda akan melihat jejak yang kelihatan di awan kerana radiasi mengion masuk dan meninggalkan balang.

Pertimbangan Keselamatan

  • Walaupun isopropil alkohol lebih selamat daripada metanol, ia masih beracun jika anda meminumnya dan ia sangat mudah terbakar. Jauhkan dari sumber haba atau api terbuka.
  • Es kering adalah cukup sejuk untuk menyebabkan radang pada sentuhan. Ia perlu dikendalikan menggunakan sarung tangan. Juga, jangan simpan ais kering dalam bekas yang tertutup, sebagai tekanan membina apabila sublimat pepejal menjadi gas boleh menyebabkan letupan.

Perkara yang perlu dicuba

  • Sekiranya anda mempunyai sumber radioaktif, letakkan di dekat ruang awan dan lihat kesan radiasi yang meningkat. Beberapa bahan harian adalah radioaktif, seperti kacang brazil, pisang, sampah kucing tanah liat, dan gelas vaseline.
  • Bilik awan menawarkan peluang yang baik untuk menguji kaedah melindungi terhadap sinaran. Letakkan bahan yang berlainan di antara sumber radioaktif anda dan ruang awan. Contoh-contoh mungkin termasuk baggie air, sekeping kertas, tangan anda, dan lembaran logam. Mana yang terbaik untuk melindungi daripada radiasi?
  • Cuba gunakan medan magnet ke ruang awan. Zarah bercas positif dan negatif akan melengkapkan arah yang bertentangan sebagai tindak balas kepada medan.

Chamber Cloud Chambers Versus Bubble Chamber

Bilik gelembung adalah satu lagi jenis pengesan radiasi berdasarkan prinsip yang sama dengan ruang awan. Perbezaannya adalah bahawa bilik gelembung menggunakan cecair yang terlalu panas daripada wap supersaturated. Bilik gelembung dibuat dengan mengisi silinder dengan cecair tepat di atas titik didihnya. Cecair yang paling biasa adalah hidrogen cecair. Biasanya, medan magnet dikenakan pada ruang supaya sinaran mengion bergerak dalam laluan spiral mengikut kelajuan dan nisbah caj-kepada-massa. Bilik gelembung mungkin lebih besar daripada ruang awan dan boleh digunakan untuk mengesan zarah yang lebih bertenaga.