Wilsons Kamera (es ist auch eine neblige Kamera) ist eine der ersten in der Geschichte von Instrumenten zur Aufzeichnung von Spuren geladener Teilchen. Das Funktionsprinzip der Kammer nutzt das Phänomen der Kondensation eines übersättigten Dampfes: Wenn im Medium eines übersättigten Dampfes Kondensationszentren auftreten, bilden sich auf ihnen kleine Flüssigkeitstropfen. Diese Tröpfchen erreichen signifikante Größen und können fotografiert werden. Die Quelle der untersuchten Partikel kann sich entweder innerhalb oder außerhalb der Kammer befinden (in diesem Fall fliegen die Partikel durch ein für sie transparentes Fenster).Es ist sehr seltsam zu denken, dass wir ständig von winzigen Teilchen bombardiert werden, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Möchten Sie Beweise für ihre Existenz sehen? Sehen Sie sich das Video an. Glauben Sie dem Video nicht oder möchten Sie nur die Spuren im Dampf mit Ihren eigenen Augen sehen - lesen Sie diese Anleitung weiter.
Schritt 1: Materialien
Folgendes brauchte ich, um meine eigene neblige Kamera zu bauen:
- Polyfoam (gekauft, bereits in Stücke der richtigen Größe gehackt);
- Aquarium;
- Blech;
- Schwarzes Plastilin;
- Schwarzes dickes Papier;
- Schwarzes Isolierband;
- Kleber;
- Haut;
- Taschenlampe oder Projektor für Dias (Sie benötigen einen klaren und hellen Lichtstrahl);
- Trockeneis (zum Kühlen des Kammerbodens);
- Isopropylalkohol mit einer Konzentration von 91% oder mehr (70% funktionieren nicht!);
- Wasser.
Werkzeuge:
- Messer;
- Spatel (hilft mir beim Schneiden von Schaum);
- Lineal;
- Marker
- Thermoplastischer Klebstoff;
- Magnete.
Schritt 2: Entwerfen Sie eine isolierte Box für Trockeneis
Kurz gesagt, es ist notwendig, eine wärmeisolierende Box herzustellen, die wir mit Trockeneis füllen. Es sollte groß genug sein, damit eine Metallplatte fest hineinpasst. Ich habe die Platte als Schablone verwendet, um die Schaumstoffbox zu schneiden. Dann habe ich den Schaum geschliffen und alles zusammengeklebt. Beim Schneiden von Schaum benutzte ich zuerst ein Messer, um den Schnitt zu markieren, und ging dann mit einem Spatel durch die verbleibende Dicke. Ich bin mir sicher, dass es eine Möglichkeit gibt, Styropor besser zu schneiden, aber da ich es später noch geschliffen habe, hat mich das Ergebnis des Schneidens nicht wirklich gestört.
Schritt 3: Bereiten Sie die Metallbasis vor
Eine Metallplatte wird zur Wärmeübertragung zwischen ihr und der Kammer auf Trockeneis gelegt. Am wichtigsten ist, dass die Platte fest mit dem Aquarium verbunden ist. Dies ermöglicht es Ihnen, eine hohe Alkoholkonzentration in der Kammer aufrechtzuerhalten und übersättigten Dampf zu erhalten. Zu diesem Zweck habe ich beschlossen, die Rille am Rand des Aquariums mit Wasser oder überschüssigem Alkohol zu füllen. Und um den Groove zu machen, habe ich Plastilin verwendet und zwei Spuren daraus auf einer Metallplatte gemacht. Dann habe ich schwarzes Papier auf die Platte geklebt, um die weißen Markierungen paarweise mit der Unterseite der Kamera zu kontrastieren. Dank ihr waren die Spuren in Paaren viel besser sichtbar.
Schritt 4: Bereiten Sie das Aquarium vor
Ich klebte ein Stück Filz auf den Boden des Aquariums (das oben landete). Zuerst habe ich es mit Schmelzkleber gemacht, aber wie Sie auf dem Foto sehen können, sackte es nach der Absorption von Alkohol ab. Um dies zu beheben, habe ich einen Satz Magnete verwendet, die sich am Boden des Aquariums viel besser anfühlten. Der Filz wird zur Aufnahme von Alkohol verwendet und kann durch einen anderen Schwamm oder ein anderes saugfähiges Tuch ersetzt werden.
Schritt 5: Alles zusammenfügen!
Und jetzt sind die Trockeneisbox, der Metallboden und das Aquarium einsatzbereit!
Zuerst müssen Sie die Schaumstoffbox mit Trockeneis füllen und dann eine Metallbasis darauf legen. Während des schnellen Abkühlens wird es wahrscheinlich furchtbar knarren, aber dies sollte bald aufhören.
Gießen Sie dann Alkohol auf den Filz, bis er nass wird, und stellen Sie das Aquarium verkehrt herum auf eine Metallbasis. Gießen Sie Wasser oder Alkohol in den Plastilinkanal, um sicherzustellen, dass die Kammer dicht ist.
Schalten Sie nun das Licht im Raum aus und markieren Sie die Kamera mit einer Lichtquelle. Ich habe alle Seiten des Aquariums bis auf eine mit dickem schwarzem Papier bedeckt, damit die kosmischen Strahlen leichter entfernt werden können. Fast sofort sollten Sie sehen, wie das Alkoholkondensat zu fallen beginnt, und nach etwa 10 Minuten bildet sich daraus übersättigter Dampf. Danach sollten Sie näher am unteren Rand der Kamera die Spuren sehen, die die Partikel paarweise hinterlassen haben.
Folgendes passiert: Wenn ein
kosmischer Strahl eine Kammer passiert, ionisiert er Luftmoleküle und der Alkoholdampf ist so gesättigt, dass er auf diesen Spuren ionisierter Moleküle kondensiert. Auf diese Weise können wir mit der Kamera Partikel „sehen“, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.