Präsentation zum Geigerzähler in der Physik. Vortrag zur Physik zum Thema: „Experimentelle Methoden zur Untersuchung von Teilchen.“ Der Geigerzähler wird hauptsächlich zur Aufzeichnung von Photonen und y-Quanten verwendet

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Die Präsentation zum Thema „Geigerzähler“ kann absolut kostenlos auf unserer Website heruntergeladen werden. Projektthema: Physik. Bunte Folien und Illustrationen helfen Ihnen dabei, Ihre Klassenkameraden oder Ihr Publikum zu begeistern. Um den Inhalt anzusehen, nutzen Sie den Player, oder wenn Sie den Bericht herunterladen möchten, klicken Sie auf den entsprechenden Text unter dem Player. Die Präsentation enthält 5 Folie(n).

Präsentationsfolien

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Geigerzähler, Geiger-Müller-Zähler – ein Gasentladungsgerät zum automatischen Zählen der Anzahl der eintretenden ionisierenden Teilchen. Es handelt sich um einen gasgefüllten Kondensator, der durchbricht, wenn ein ionisierendes Teilchen ein Gasvolumen passiert. 1908 von Hans Geiger erfunden. Geigerzähler werden in nicht selbstlöschende und selbstlöschende Geigerzähler (kein externer Entladungsabschlusskreis erforderlich) unterteilt.

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Geigerzähler im Alltag

In in der UdSSR und Russland hergestellten Haushaltsdosimetern und Radiometern werden üblicherweise Messgeräte mit einer Betriebsspannung von 390 V verwendet: „SBM-20“ (etwas dicker als ein Bleistift), SBM-21 (wie ein Zigarettenfilter, beide mit ein Stahlkörper, geeignet für harte β- und γ-Strahlung) „SI-8B“ (mit einem Glimmerfenster im Körper, geeignet zur Messung weicher β-Strahlung)

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Geiger-Müller-Zähler

Ein zylindrischer Geiger-Müller-Zähler besteht aus einem Metallrohr oder einem von innen metallisierten Glasrohr und einem dünnen Metallfaden, der entlang der Zylinderachse gespannt ist. Der Faden dient als Anode, das Rohr als Kathode. Die Röhre ist mit verdünntem Gas gefüllt, in den meisten Fällen werden Edelgase verwendet – Argon und Neon. Zwischen Kathode und Anode entsteht eine Spannung von Hunderten bis Tausenden Volt, abhängig von den geometrischen Abmessungen des Elektrodenmaterials und der gasförmigen Umgebung im Inneren des Messgeräts. In den meisten Fällen benötigen weit verbreitete Haushalts-Geigerzähler eine Spannung von 400 V.

Tipps für eine gute Präsentation oder einen guten Projektbericht

1. Versuchen Sie, das Publikum in die Geschichte einzubeziehen, eine Interaktion mit dem Publikum durch Leitfragen und einen Spielteil aufzubauen, haben Sie keine Angst vor Witzen und lächeln Sie aufrichtig (wo angebracht).
2. Versuchen Sie, die Folie mit Ihren eigenen Worten zu erklären und fügen Sie weitere hinzu interessante Fakten, Sie müssen die Informationen nicht nur aus den Folien lesen, das Publikum kann sie auch selbst lesen.
3. Sie müssen die Folien Ihres Projekts nicht mit Textblöcken überladen; mehr Abbildungen und ein Minimum an Text vermitteln Informationen besser und erregen Aufmerksamkeit. Die Folie sollte nur die wichtigsten Informationen enthalten; der Rest wird dem Publikum am besten mündlich erzählt.
4. Der Text muss gut lesbar sein, sonst kann das Publikum die dargebotenen Informationen nicht sehen, wird stark von der Geschichte abgelenkt und versucht, zumindest etwas zu verstehen, oder verliert völlig jegliches Interesse. Dazu müssen Sie die richtige Schriftart auswählen und dabei berücksichtigen, wo und wie die Präsentation ausgestrahlt wird, sowie die richtige Kombination aus Hintergrund und Text auswählen.
5. Es ist wichtig, Ihren Bericht zu proben, darüber nachzudenken, wie Sie das Publikum begrüßen, was Sie zuerst sagen und wie Sie die Präsentation beenden. Alles kommt mit Erfahrung.
6. Wähle das richtige Outfit, denn... Auch die Kleidung des Redners spielt eine große Rolle für die Wahrnehmung seiner Rede.
7. Versuchen Sie, selbstbewusst, reibungslos und zusammenhängend zu sprechen.
8. Versuchen Sie, die Aufführung zu genießen, dann fühlen Sie sich wohler und sind weniger nervös.

Geigerzähler

Geigerzähler

Arbeitsprinzip

Gegenantrag

• Eine Nebelkammer kann als „Fenster“ in die Mikrowelt bezeichnet werden. Dabei handelt es sich um ein hermetisch verschlossenes Gefäß, das nahezu gesättigt mit Wasserdampf oder Alkoholen gefüllt ist.

• Die Nebelkammer spielte eine große Rolle bei der Erforschung der Struktur der Materie. Es blieb mehrere Jahrzehnte lang praktisch das einzige Instrument zur visuellen Untersuchung nuklearer Strahlung. 1927 erhielt Wilson für seine Erfindung den Nobelpreis für Physik.

Geigerzähler

Geigerzähler(oder Geiger-Müller-Zähler) – ein gasgefüllter Zähler mit Ladung Elementarteilchen, dessen elektrisches Signal durch die sekundäre Ionisierung des Gasvolumens des Zählers verstärkt wird und nicht von der Energie abhängt, die das Teilchen in diesem Volumen hinterlässt. 1908 von H. Geiger und E. Rutherford erfunden, später von Geiger und W. Muller verbessert.

Gegenantrag

• Der Geigerzähler wird hauptsächlich zur Aufzeichnung von Photonen und y-Quanten verwendet.

• Der Zähler registriert fast alle hineinfallenden Elektronen.

• Die Registrierung komplexer Partikel ist schwierig.

Blasenkammer

Die Blasenkammer wurde 1952 von Donald Glaser (USA) erfunden. Für seine Entdeckung erhielt Glaser Nobelpreis im Jahr 1960. Luis Walter Alvarez verbesserte die Glaser-Blasenkammer, indem er Wasserstoff als überhitzte Flüssigkeit verwendete. Alvarez war der erste, der Hunderttausende Fotos analysierte, die während der Forschung mit einer Blasenkamera aufgenommen wurden Computer Programm, was es ermöglichte, Daten mit sehr hoher Geschwindigkeit zu analysieren.

• Die Blasenkammer nutzt die Eigenschaft einer reinen überhitzten Flüssigkeit, entlang der Bahn eines geladenen Teilchens zu sieden (Dampfblasen zu bilden). Eine überhitzte Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, die unter den gegebenen Bedingungen auf eine Temperatur über ihrem Siedepunkt erhitzt wurde.

• Der überhitzte Zustand wird durch einen schnellen (5-20 ms) Abfall des Außendrucks erreicht. Für einige Millisekunden wird die Kamera empfindlich und kann ein geladenes Teilchen erkennen. Nach dem Fotografieren der Spuren steigt der Druck auf den vorherigen Wert, die Blasen „kollabieren“ und die Kamera ist wieder einsatzbereit

Vervollständigt von: Andrey Andreyenko

Gomel 2015

Geiger-Müller-Zähler – erfunden 1908 von G. Geiger, später verbessert von W. Müller, der mehrere Varianten des Geräts implementierte. Es enthält eine mit Gas gefüllte Kammer, weshalb dieses Gerät auch als gasgefüllte Detektoren bezeichnet wird.

Das Funktionsprinzip des Zählers Der Zähler ist ein Gasentladungsvolumen mit einem sehr inhomogenen Zustand

elektrisches Feld. Am häufigsten werden Messgeräte mit koaxial angeordneten zylindrischen Elektroden verwendet:

Der äußere Zylinder ist die Kathode und ein um seine Achse gespannter Faden mit einem Durchmesser von 0,1 mm ist die Anode. Die interne oder Sammelelektrode (Anode) ist auf Isolatoren montiert. Diese Elektrode besteht normalerweise aus Wolfram, wodurch ein starker und gleichmäßiger Draht mit kleinem Durchmesser entsteht. Die andere Elektrode (Kathode) ist normalerweise Teil des Messgerätgehäuses. Wenn die Wände der Röhre aus Glas bestehen, ist ihre Innenfläche mit einer leitfähigen Schicht (Kupfer, Wolfram, Nichrom usw.) bedeckt. Die Elektroden befinden sich in einem hermetisch verschlossenen Tank, der mit etwas Gas (Helium, Argon usw.) unter einem Druck von mehreren Zentimetern bis mehreren zehn Zentimetern Quecksilbersäule gefüllt ist. Damit die Übertragung negativer Ladungen im Zähler durch freie Elektronen erfolgen kann, müssen die zur Befüllung der Zähler verwendeten Gase einen ausreichend niedrigen Elektronenhaftkoeffizienten aufweisen (in der Regel handelt es sich dabei um Edelgase). Um Teilchen mit geringer Reichweite (α-Teilchen, Elektronen) zu registrieren, wird im Gegenbehälter ein Fenster angebracht, durch das die Teilchen in das Arbeitsvolumen gelangen.

a – Ende, b – zylindrisch, c – nadelförmig, d – ummantelter Zähler, d – planparallel

Geigerzähler werden in nicht selbstlöschende und selbstlöschende Geigerzähler unterteilt

Externe Entladungsunterdrückungsschaltung.

In gasgefüllten Messgeräten wandern positive Ionen bis zur Kathode und werden in deren Nähe neutralisiert, wodurch dem Metall Elektronen entzogen werden. Diese zusätzlichen Elektronen können zu einer weiteren Entladung führen, wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, um sie zu verhindern und zu löschen. Die Entladung im Messgerät wird durch den Einbau eines Widerstandsmessers in den Anodenkreis gelöscht. Bei Vorhandensein eines solchen Widerstands stoppt die Entladung im Messgerät, wenn die Spannung zwischen Anode und Kathode aufgrund der Ansammlung von Elektronen an der Anode auf Werte abnimmt, die unter den zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlichen Werten liegen. Ein wesentlicher Nachteil dieses Schemas ist die geringe Zeitauflösung in der Größenordnung von 10−3 s oder mehr.

Selbstverlöschende Messgeräte.

Derzeit werden nicht selbstverlöschende Messgeräte selten verwendet, da gute selbstverlöschende Messgeräte entwickelt wurden. Um die Entladung im Zähler zu stoppen, müssen natürlich die Gründe beseitigt werden, die die Entladung nach dem Durchgang eines ionisierenden Teilchens durch das Volumen des Zählers aufrechterhalten. Dafür gibt es zwei Gründe. Eine davon ist die ultraviolette Strahlung, die beim Entladungsprozess entsteht. Photonen dieser Strahlung spielen beim Entladungsprozess eine doppelte Rolle. Ihre positive Rolle in einem selbstverlöschenden Messgerät

Ausbreitung der Entladung entlang des Gegenfadens; die negative Rolle ist der Ausstoß von Photoelektronen aus der Kathode, was zur Aufrechterhaltung der Entladung führt. Ein weiterer Grund für das Auftreten von Sekundärelektronen aus der Kathode ist die Neutralisierung positiver Ionen an der Kathode. Bei einem normal funktionierenden Zähler sollte die Entladung bei der ersten Lawine unterbrochen werden. Die gebräuchlichste Methode zum schnellen Löschen einer Entladung besteht darin, dem Hauptgas, das den Zähler füllt, ein weiteres Gas hinzuzufügen, das die Entladung löschen kann. Ein Messgerät mit einer solchen Füllung wird als selbstverlöschend bezeichnet.

Geigerzähler mit Gasentladung

R Zum Verstärker Glasröhre Anode Kathode Der Gasentladungszähler hat eine Kathode in Form eines Zylinders und eine Anode in Form eines dünnen Drahtes entlang der Achse des Zylinders. Der Raum zwischen Kathode und Anode ist mit einem speziellen Gasgemisch gefüllt. Zwischen Kathode und Anode wird eine Spannung angelegt.

Szintillationszähler

Tscherenkow-Zähler Schema eines Tscherenkow-Zählers: Links ist der Kegel der Tscherenkow-Strahlung, rechts das Zählergerät. 1 - Teilchen, 2 - Teilchenbahn, 3 - Wellenfront, 4 - Strahler, 5 - Photomultiplier (dargestellt ist die Entwicklung einer durch ein Photoelektron verursachten Lawine von Sekundärelektronen), 6 - Photokathode.

Wilson-Kammer Wilson-Kammer. Ein Behälter mit Glasdeckel und einem Kolben am Boden wird mit gesättigten Dämpfen aus Wasser, Alkohol oder Äther gefüllt. Beim Absenken des Kolbens kühlen die Dämpfe aufgrund der adiabatischen Expansion ab und werden übersättigt. Ein geladenes Teilchen, das die Kammer passiert, hinterlässt auf seinem Weg eine Kette von Ionen. Der Dampf kondensiert auf den Ionen und macht die Partikelspur sichtbar

Der erste Detektor für geladene Teilchen, die Wilson-Kammer, wurde am 19. April 1911 entwickelt. Die Kammer war ein Glaszylinder mit einem Durchmesser von 16,5 cm und einer Höhe von 3,5 cm. Die Oberseite des Zylinders war mit aufgeklebtem Spiegelglas bedeckt, durch das Partikelspuren fotografiert wurden. Im Inneren befand sich ein zweiter Zylinder, darin befand sich ein ins Wasser gesenkter Holzring. Es verdunstete von der Ringoberfläche und sättigte die Kammer mit Wasserdampf. Eine Vakuumpumpe erzeugte ein Vakuum in einem kugelförmigen Behälter, der über einen Schlauch mit Ventil mit der Kammer verbunden war. Beim Öffnen des Ventils entstand in der Kammer ein Vakuum, der Wasserdampf wurde übersättigt und auf den Spuren geladener Teilchen kondensierten sie in Form von Nebelstreifen (weshalb das Gerät in der ausländischen Literatur auch Nebelkammer genannt wird). - „neblige Kammer“)

Blasenkammer. Der Behälter ist mit gut gereinigter Flüssigkeit gefüllt. In der Flüssigkeit gibt es keine Dampfbildungszentren, daher kann sie über den Siedepunkt hinaus überhitzt werden. Aber ein vorbeiziehendes Teilchen hinterlässt eine ionisierte Spur, entlang derer die Flüssigkeit kocht und ihre Flugbahn mit einer Blasenkette markiert. Moderne Kammern verwenden flüssige Gase – Propan, Helium, Wasserstoff, Xenon, Neon usw. Im Bild: eine am Lebedev Physical Institute entworfene Blasenkammer. 1955–1956. Blasenkammer

Foto der Kollision von Schwefel- und Goldionen in einer Streamer-Kammer (einer Art Funkenkammer). Die Spuren geladener Teilchen, die bei Kollisionen darin entstehen, sehen aus wie Ketten separater, nicht verschmelzender Entladungen – Streamer.

Funkenkammer

Partikelspur in einer Funkenkammer mit schmalem Spalt. Partikelspur in einer Funkenkammer mit schmalem Spalt

Verfahren dickschichtiger fotografischer Emulsionen. Geladene Teilchen erzeugen verborgene Bilder der Bewegungsspur. Anhand der Länge und Dicke der Spur lässt sich die Energie und Masse des Teilchens abschätzen. Die fotografische Emulsion hat eine hohe Dichte, daher sind die Spuren kurz.

Wir haben uns mit der Beschreibung der Geräte vertraut gemacht, die bei der Untersuchung von Elementarteilchen und in der Kernphysik am häufigsten verwendet werden.