L'appareil photo de Wilson (c'est aussi un appareil photo brumeux) est l'un des premiers dans l'histoire des instruments d'enregistrement de traces (pistes) de particules chargées. Le principe de fonctionnement de la chambre utilise le phénomène de condensation d'une vapeur sursaturée: lorsque des centres de condensation apparaissent au milieu d'une vapeur sursaturée, de petites gouttes de liquide se forment sur eux. Ces gouttelettes atteignent des tailles importantes et peuvent être photographiées. La source des particules étudiées peut être localisée soit à l'intérieur de la chambre soit à l'extérieur de celle-ci (dans ce cas, les particules volent à travers une fenêtre transparente pour elles).Il est très étrange de penser que nous sommes constamment bombardés par de minuscules particules se déplaçant à la vitesse de la lumière. Vous voulez voir des preuves de leur existence? Regardez la vidéo. Ne croyez pas la vidéo ou voulez simplement voir les traces dans la vapeur de vos propres yeux - continuez à lire cette instruction.
Étape 1: matériaux
Voici ce dont j'avais besoin pour construire ma propre caméra brumeuse:
- Polyfoam (acheté déjà coupé en morceaux de la bonne taille);
- Aquarium;
- Feuille de métal;
- Pâte à modeler noire;
- Papier épais noir;
- Ruban électrique noir;
- Colle;
- La peau;
- Lampe de poche ou projecteur pour diapositives (vous avez besoin d'un rayon de lumière clair et brillant);
- Glace sèche (pour refroidir la base de la chambre);
- Alcool isopropylique avec une concentration de 91% ou plus (70% ne fonctionnera pas!);
- De l'eau.
Outils:
- Couteau;
- Spatule (m'aidant à couper la mousse);
- Règle;
- Marqueur
- Adhésif thermoplastique;
- Aimants.
Étape 2: concevoir une boîte isolée pour la glace sèche
Bref, il faut faire une boite calorifuge, que l'on remplira de glace carbonique. Il doit être suffisamment grand pour qu'une plaque métallique y soit bien ajustée. J'ai utilisé l'assiette comme pochoir pour couper la boîte en mousse. Ensuite, j'ai poncé la mousse et collé le tout ensemble. Lors de la coupe de la mousse, j'ai d'abord utilisé un couteau pour marquer la coupe, puis j'ai parcouru l'épaisseur restante avec une spatule. Je suis sûr qu'il existe un moyen de mieux couper le polystyrène, mais comme je l'ai encore poncé plus tard, le résultat de la coupe ne m'a pas vraiment dérangé.
Étape 3: préparer la base métallique
Une plaque métallique est placée sur la glace sèche pour le transfert de chaleur entre celle-ci et la chambre. Plus important encore, la plaque doit être connectée étroitement à l'aquarium. Cela vous permet de maintenir une concentration élevée d'alcool dans la chambre et d'obtenir de la vapeur sursaturée. Pour ce faire, j'ai décidé de remplir la rainure le long du bord de l'aquarium avec de l'eau ou un excès d'alcool. Et pour faire le groove, j'ai utilisé de la pâte à modeler et en ai fait deux pistes sur une plaque métallique. Ensuite, afin de contraster les marques blanches par paires avec le bas de l'appareil photo, j'ai collé du papier noir sur la plaque. Grâce à elle, les traces par paires étaient bien mieux visibles.
Étape 4: préparer l'aquarium
J'ai collé un morceau de feutre au fond de l'aquarium (qui s'est retrouvé en haut). Au début, je l'ai fait avec de la colle thermofusible, cependant, comme vous pouvez le voir sur la photo, après l'absorption d'alcool, il s'est affaissé. Pour résoudre ce problème, j'ai utilisé un ensemble d'aimants qui se pressaient beaucoup mieux au fond de l'aquarium. Le feutre est utilisé pour absorber l'alcool et peut être remplacé par n'importe quelle autre éponge ou chiffon absorbant.
Étape 5: Assembler le tout!
Et maintenant, la glacière, la base en métal et l'aquarium sont prêts à l'emploi!
Vous devez d'abord remplir la boîte de mousse de glace carbonique, puis placer une base métallique dessus. Il craquera probablement terriblement lors d'un refroidissement rapide, mais cela devrait bientôt s'arrêter.
Versez ensuite de l'alcool sur le feutre jusqu'à ce qu'il devienne humide, et placez l'aquarium à l'envers sur une base métallique. Versez de l'eau ou de l'alcool dans le canal de pâte à modeler pour vous assurer que la chambre est étanche.
Maintenant, éteignez la lumière dans la pièce et mettez en surbrillance l'appareil photo avec une source de lumière. J'ai recouvert tous les côtés de l'aquarium, sauf un, avec du papier noir épais, afin que les rayons cosmiques soient plus faciles à éliminer. Presque immédiatement, vous devriez voir comment le condensat d'alcool commence à tomber et après environ 10 minutes, de la vapeur sursaturée se formera. Après cela, plus près du bas de l'appareil photo, vous devriez voir les traces laissées par les particules par paires.
Voici ce qui se passe: lorsqu'un
rayon cosmique traverse une chambre, il ionise les molécules d'air et la vapeur d'alcool est tellement saturée qu'elle se condense sur ces traces de molécules ionisées. C'est ainsi que la caméra nous permet de «voir» les particules se déplaçant presque à la vitesse de la lumière.