Vilson kamerası

 Vilson kamerası

Vilson kamerası şotland fiziki Ç.Vilson tərəfindən 1910–1912 illərdə ixtira olunub və yüklü zərrəcikləri qeyd etmək üçün lazım olan ilk cihazlardan biridir. Kameranın iş prinsipinin əsasında – zərrəciyin hərəkət trayektoriyası üzərində əmələ gələn ionlar üzərindəki su damcılarının kondensasiyası durub. 

Vilson kamerasının iş prinsipi olduqca sadədir. Məlumdur ki, su buxarının parsial təzyiqi həmin temperaturdakı doymuş su buxarının təzyiqindən böyük olarsa, onda duman yaranar və şeh düşər. 

Radioaktiv parçalanma zamanı, qaz molekullarını ionlaşdıra biləcək çoxlu sayda zərrəcik yaranır. İonlar üzərində su damcıları əmələ gəlir. Yəni ki, radioaktiv parçalanma zamanı yaranmış zərrəcik, kameradan keçərkən su damcılarından ibarət olan iz qoyur. Bu izi müşahidə edib və onun şəklini fotokamera ilə çəkmək olar. 

Vilson kamerası – spirt və ya su buxarı ilə doldurulmuş silindrdir. Kameradakı porşeni aşağı endirdikdə adiabatik genişlənmə nəticəsində buxar soyuyur. Kamera daxilindəki buxar ifrat doymuş vəziyyətə keçir və asanlıqla kondensasiya edə bilir. 

Vilson kamerasının iş prinsipi belədir:
     1.  Radioaktiv maddənin şüaladığı zərrəciklər Vilson kamerasındakı yarıqdan (pəncərəcikdən) içəri daxil olur.
     2.  Bu zərrəciklər kameradakı havanın molekullarını ionlaşdırır.
     3.  Porşeni aşağı hərəkət etdirsək, onda kameradakı buxarın adiabatik soyuması baş verəcək. 
     4.  Kamera daxilindəki buxar ifrat doymuş vəziyyətinə çatır. Buxarın parsial təzyiqi həmin temperaturdakı doymuş buxarın təzyiqindən kiçik olacaq. 
     5.  Zərrəciyin trayektoriyası boyunca əmələ gəlmiş ionlar üzərində maye damcıları yaranır. Beləliklə, kameraya yarıqdan daxil olan zərrəciklər dumanlı izin yaranmasına səbəb olur. Bir-birindən enerjiləri, ölçüləri və yükləri ilə fərqləndiyi üçün, müxtəlif zərrəciklərin trayektoriyaları da müxtəlif görünür. Məsələn, elektronun trayektoriyası daha nazikdir, nəinki alfa-zərrəciyin keçməsi zamanı yaranan iz. 

1923-cü ildə sovet fiziki Kapitsa Vilson kamerasını zərrəciklərin trayektoriyasını əyən güclü maqnit sahəsinə yerləşdirib. Trayektoriyanın əyilməsinə gürə zərrəciklərin yükünü və enerjisini təyin etmək mümkündür.

Vilson kamerasında alınmış izlərə nəzər yetirdikdə, müəyyən etmək olar ki, 

     1.  İzlərin qalınlığı (vahid uzunluğda yaranan damcıların sayı) çoxdursa, onda 

• yükün məlum olan qiymətində zərrəciyin sürəti böyük olur.

• sürətin məlum olan qiymətində, zərrəciyin yükü daha böyük olur.

     2.  İzin l uzunluğu böyük olarsa, zərrəciyin kinetik enerjisi də böyük olacaq. 

Ek0=F·l.

     3.  Vilson kamerasını maqnit sahəsinə yerləşdirək. Yüklü zərrəciklərin trayektoriyasının əyrilik radiusundan , müəyyən edə bilərik:

• Zərrəciyin xüsusi yükünü:.
• Zərrəciyin impulsunu: p=mυ=qBr.