2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Камера Вильсона.
Сообщение24.08.2019, 07:10 
Занимаюсь изучением элементарных частиц.
Собрал подобие (аналог) камеры Вильсона.
Пар - есть.
Треков - нет.
На форуме прочитал что Вы имели положительный опыт в наблюдении треков частиц камерой Вильсона.
Не могли бы помочь, подсказать.
Перепробовал много вариантов за год. Успех - отсутствует.
Пробовал такой вариант на сухом льду https://www.youtube.com/watch?v=rgLOXVAjBYg
Далее сменил сухой лед на жидкий азот (это оказалось интереснее и дешевле)
Затем возникла необходимость получать пересыщенный пар мобильно, для этого начал получать пересыщенный пар два способами:
1) избыточной накачкой воздуха в емкость посредством обычного велосипедного насоса, а замет частичным спуском давления
p.s. этот метод самый удобный из тех которые я делал.
2) использовал вакуумный ручной насос.
Рабочим веществом использовал изопропанол, но, затем, перешел на водку (изопропанол в моем городе не продают).
Установка выглядит так:
Обычная стеклянная банка.
Крышка герметично заклеена.
Дно банки просверлено небольшим сверлом достаточным для откачки воздуха. отверстие имеет заплатку для удержания вакуума (обычный кусочек изоленты)
Также:
В крышке банки установлен автомобильный сосок.
Работа установки:
1) велосипедный насос подсоединяется к соску банки. воздух накачивается. нажатием на ниппель соска воздух частично спускается (достаточно касания <1 секунды). появляется пар.
2) вакуумный насос упирается в просверленное отверстие дна банки. воздух откачивается. появляется пар.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение24.08.2019, 07:20 
Аватара пользователя
А что насчёт источника частиц?

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение24.08.2019, 07:30 
Аватара пользователя
Утундрий в сообщении #1411865 писал(а):
А что насчёт источника частиц?


В ролике вполне себе регистрируются треки от фона.

Avenir в сообщении #1411864 писал(а):
На форуме прочитал что Вы имели положительный опыт в наблюдении треков частиц камерой Вильсона.

А Вы к кому обращаетесь?

Кстати, у Вас получилось повторить конструкцию из ролика?

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение24.08.2019, 21:51 
Avenir в сообщении #1411864 писал(а):
появляется пар.
Так надо чтобы он по возможности не появлялся. Когда он появился, всё, уже никаких треков не будет, потому что всё сконденсировалось само. На видео поддерживается градиент концентрации, потому там не страшно, что внизу будет конденсация, потому что чуть выше условия будут подходящие, и наличие конденсации внизу даже даёт контролировать условия. У вас такой возможности контроля нет или почти нет (откачивать воздух как-то по наитию, запоминая, сколько времени откачивать — перебор, а сколько недобор — но тут можно потоками воздуха и изменениями температуры всё испортить и не получить никакого наития).

-- Сб авг 24, 2019 23:52:51 --

(Я не специалист по камерам Вильсона, это просто общие соображения.)

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение25.08.2019, 10:53 
Вот пример http://profbeckman.narod.ru/radiometr.files/L10_4.pdf
в чем отличие от моего случая?
стеклянная емкость - есть (стеклянная банка)
поршень - есть (вакуумный ручной насос)
рабочее тело - есть (вода, спирт = водка)
герметичность - есть
вывод - аналогичные устройства, работающие абсолютно одинаково.
просто первое выполнено более профессионально.
быть может в моем приборе чего-то существенно не хватает?

-- 24.08.2019, 23:01 --

Дело в том, еще раз повторюсь, что за прошедший год, я перепробовал множество различных вариантов.
то есть по теории вероятности в каком-то, хотя бы, одном моменте трек должен был появиться.
однако за прошедший год ни один трек замечен не был.
* знаю что такое трек на основании фотографии из книг, интернета, и видео.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение25.08.2019, 14:46 
[/img]
Утундрий в сообщении #1411865 писал(а):
А что насчёт источника частиц?

источника нет. пробую наблюдать то, что имеется в окружающей среде, в разных геолокациях.

-- 25.08.2019, 02:48 --

EUgeneUS в сообщении #1411868 писал(а):
Утундрий в сообщении #1411865 писал(а):
А что насчёт источника частиц?


В ролике вполне себе регистрируются треки от фона.

Avenir в сообщении #1411864 писал(а):
На форуме прочитал что Вы имели положительный опыт в наблюдении треков частиц камерой Вильсона.

А Вы к кому обращаетесь?


Кстати, у Вас получилось повторить конструкцию из ролика?


да, получилось. пробовал сухой лед. затем сделал замену на жидкий азот.

-- 25.08.2019, 03:00 --

arseniiv в сообщении #1411897 писал(а):
Avenir в сообщении #1411864 писал(а):
появляется пар.
Так надо чтобы он по возможности не появлялся. Когда он появился, всё, уже никаких треков не будет, потому что всё сконденсировалось само. На видео поддерживается градиент концентрации, потому там не страшно, что внизу будет конденсация, потому что чуть выше условия будут подходящие, и наличие конденсации внизу даже даёт контролировать условия.

-- Сб авг 24, 2019 23:52:51 --

(Я не специалист по камерам Вильсона, это просто общие соображения.)


когда проделывал опыт с сухим льдом и жидким азотом - треки появлялись, и, какое-то время думал что наблюдаю треки частиц.
то есть картина получалась аналогичная тем, которые можно встретить на картинках или видео. позже, стало ясно, что наблюдаемые треки, а именно фонтаны треков, вихри, не являются теми треками которые оставляют частицы, а представляют собой "микро всплески" реакции падающего спирта на сухой лед (или жидкий азот).
как я это понял?
при движении (встряске) емкости наблюдалась связь между движением емкости и образованием треков.
p.s. если объясните как вставлять картинку в сообщение - скину фото треков которые наблюдал.
* однако, быть может, те фонтаны, вихри, спады треков - результат не просто химической реакции и отделившегося атома (молекулы) - а результат процессов на квантовом уровне в результате химической реакции. например, быть может, при реакции сухого льда (жидкого азота) и спирта из первого образуется какая-то из разновидностей электрона.
почему из первого - потомучто фонтан идет снизу вверх. внизу находится сухой лед (жидкий азот). сверху салфетка смоченная спиртом.
** даже если и так, то, треки частиц из остального пространства, в т.ч. космического, не наблюдаются.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение25.08.2019, 15:50 
фото треков Изображение
* использовал емкость с двойными стенками и откаченным воздухом для уменьшения запотевания и намерзания.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение25.08.2019, 16:35 
Аватара пользователя
Avenir
Космические лучи блокирует магнитное поле земли.
Стекло блокирует частицы от природных источников. Нужен источник внутри камеры, либо вблизи неё. А с двойным сманиваюсь, что вы что-то увидите.

Проще всего наверно остановиться на дымовой камере. У неё конструкция проще.
По поводу водки тоже не годиться нужен спирт 85-97%.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 01:54 
Pavia в сообщении #1411973 писал(а):
Космические лучи блокирует магнитное поле земли

Интересно, и как оно их блокирует?

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 03:16 
Pavia в сообщении #1411973 писал(а):
Avenir
Космические лучи блокирует магнитное поле земли.
Стекло блокирует частицы от природных источников. Нужен источник внутри камеры, либо вблизи неё. А с двойным сманиваюсь, что вы что-то увидите.

Проще всего наверно остановиться на дымовой камере. У неё конструкция проще.
По поводу водки тоже не годиться нужен спирт 85-97%.


сразу два вопроса:

1) как у этого парня получилось?
https://www.youtube.com/watch?v=rgLOXVAjBYg

2) "Емкость со стеклянной крышкой и поршнем в нижней части заполнена насыщенными парами воды, спирта или эфира"
http://profbeckman.narod.ru/radiometr.files/L10_4.pdf
* вода, спирт, в одном сосуде = водка

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 06:24 
Аватара пользователя
Цитата:
1) как у этого парня получилось?
https://www.youtube.com/watch?v=rgLOXVAjBYg

Я хочу заметить что тут треки идут от нижний крышки в верх. Как у него получилось? (Конкретно про это видео я слышал что они камушек подложили в сухой лёд)

Вот самый простой вариант:
https://ok.ru/video/364709745049
В обоих этих видео источником частиц выступает сухой лёд. Подложка пластикатовая, черного цвета.
Подложка пропускает альфа-частицы. Если она была бы стеклянная, то она бы снижала бы вероятность увидеть частицу. Подсветка тоже важна. Чёрный фон создаёт контраст. А свет преломляется от частицах и попадает в глаз наблюдателя. Я к тому что направление света выбрано не случайно. И фонарик тут яркий, так как свет ещё и рассеивается.

Ещё важен градиент температуры. Он должен быть протяжённым, но не слишком. Поэтому размер вазы тоже важен.Avenir у вас слишком малое расстояние.

Где взять источник излучения? Может как в этом проекте из ртутной или галогенной лампы... Я так думаю электроны летя по лампе при встрече с капельками ртути рассеивается на них и попадает в камеру где ионизируют пары спирта
https://www.youtube.com/watch?v=wHyeQYC2z8I

druggist в сообщении #1412035 писал(а):
Интересно, и как оно их блокирует?

Летит заряженная частица на неё действует магнитное поле. Под действие поля частица смещается к полюсам. Если в Вашей местности наблюдается северное сияние, то вы скорее всего сможете зафиксировать космические лучи. А у нас в Москве такое явление не наблюдается.

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 08:01 
Аватара пользователя
druggist в сообщении #1412035 писал(а):
Космические лучи блокирует магнитное поле земли.


Оно, конечно, блокирует.
Однако, фон растет с ростом высоты, что явно указывает на то, что блокируются далеко не все космические лучи.

Avenir
На Вашей фотографии не нашел треков от частиц.
Либо они уже "расплылись", либо видимые туманные "струи" - это конденсат, опускающийся вниз, "дождь".

Обратите внимание вот на что:
1. Переохлажденный пар - это неравновесное состояние.
2. Должна быть довольна большая область (чтобы можно было разглядывать глазом, и чтобы длина пробега была с ней сравнима), где оно поддерживается.
3. В ролике из первого поста, это состояние поддерживается довольно остроумным способом: организуется постоянный поток пара сверху вниз. "Отработанный пар", содержащий большое количество конденсата, просто опускается вниз, а сверху поступает "свежий", который охлаждается.
4. Если получать переохлажденный пар сбросом давления, то он (переохлажденный пар) будет существовать очень малое время. Вот только возник и почти сразу сконденсировался в туман по всему объему. Может быть, какой-то высокоскоростной камерой этот процесс и можно будет "засечь", и возможно, будут заметны треки. Но увидеть что-то, кроме тумана, невооруженным глазом, будет невозможно. ИМХО.
UPD: возможно, как-то можно выкрутиться медленным снижением давления - "ловить" давление, при котором конденсация происходит только в небольшом объеме вокруг центров конденсации.

-- 26.08.2019, 08:30 --

(Малыш и Карлсон, финал)

Папа с нежностью посмотрел на Малыша и тихонько вышел.
- Малыш! - сказал Кристер, протягивая Малышу какой-то сверток. - Мы поздравляем тебя с днем рождения и хотим подарить тебе эту камеру Вильсона.
- Камеру Вильсона? - Глаза Малыша засияли. - Вот здорово! Давно о ней мечтал! А какой у нее коэффициент перенасыщения пара?

Малыш искренне обрадовался, но все равно Кристер уловил печальные нотки в его голосе.
- Что случилось, Малыш? - спросил он. - Ты чем-то расстроен?
Малыш тяжело вздохнул и с тоской закрыл книжку "Занимательная вивисекция", заложив ее закладкой.
- Собаку мне не подарили...

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 10:08 
Pavia в сообщении #1412041 писал(а):
Под действие поля частица смещается к полюсам

К обоим сразу?

Pavia в сообщении #1412041 писал(а):
А у нас в Москве такое явление не наблюдается.



То есть у Вас в Москве камера Вильсона не должна работать?

-- Пн авг 26, 2019 11:29:55 --

EUgeneUS в сообщении #1412045 писал(а):
Если получать переохлажденный пар сбросом давления, то он (переохлажденный пар) будет существовать очень малое время. Вот только возник и почти сразу сконденсировался в туман по всему объему.

Это что-то непонятно, вспомните кривую фазового равновесия жидкость-пар: сбрасывая давление Вы должны "спуститься" в область равновесного пара, растворить конденсат а также вскипятить массивную воду, если таковая имелась. На сбросе давления в жидкости основан принцип работы пузырьковой камеры

P.S.
Ах да, понятно, это изотермическое(медленное) уменьшение давления переводит систему в стабильную паровую фазу. А здесь откачка насосом, быстрый адиабатический процесс, при котором уменьшается также и температура. Причем, снижая одновременно давление и температуру в таком процессе мы можем оказаться ниже и левее точки тройного равновесия, то есть в твердой(кристаллической) фазе, и конденсация в данном случае будет происходить несколько иначе, чем для жидкости, в частности, путем роста нитевидных кристаллов на охлажденных поверхностях, что, по-видимому, и происходит у ТС

 
 
 
 Re: Камера Вильсона.
Сообщение26.08.2019, 11:53 
(Конкретно про это видео я слышал что они камушек подложили в сухой лёд)

Ещё важен градиент температуры. Он должен быть протяжённым, но не слишком. Поэтому размер вазы тоже важен.Avenir у вас слишком малое расстояние.

Где взять источник излучения? Может как в этом проекте из ртутной или галогенной лампы... Я так думаю электроны летя по лампе при встрече с капельками ртути рассеивается на них и попадает в камеру где ионизируют пары спирта
https://www.youtube.com/watch?v=wHyeQYC2z8I

druggist в сообщении #1412035 писал(а):
Интересно, и как оно их блокирует?

Летит заряженная частица на неё действует магнитное поле. Под действие поля частица смещается к полюсам. Если в Вашей местности наблюдается северное сияние, то вы скорее всего сможете зафиксировать космические лучи. А у нас в Москве такое явление не наблюдается.[/quote]

Камушек под лед подложили? Но в видео он говорит о частицах источник которых - космос.
С подсветкой как и с емкостью всё впорядке. Та фотография, что выше это один из примеров, потому как мной пробовались различные варианты емкостей (маленькие и большие, из стекла, пластика).

-- 25.08.2019, 23:54 --

Avenir в сообщении #1412087 писал(а):
Pavia в сообщении #1412041 писал(а):
Цитата:
1) как у этого парня получилось?
https://www.youtube.com/watch?v=rgLOXVAjBYg

Я хочу заметить что тут треки идут от нижний крышки в верх. Как у него получилось? (Конкретно про это видео я слышал что они камушек подложили в сухой лёд)

Вот самый простой вариант:
https://ok.ru/video/364709745049
В обоих этих видео источником частиц выступает сухой лёд. Подложка пластикатовая, черного цвета.
Подложка пропускает альфа-частицы. Если она была бы стеклянная, то она бы снижала бы вероятность увидеть частицу. Подсветка тоже важна. Чёрный фон создаёт контраст. А свет преломляется от частицах и попадает в глаз наблюдателя. Я к тому что направление света выбрано не случайно. И фонарик тут яркий, так как свет ещё и рассеивается.

Ещё важен градиент температуры. Он должен быть протяжённым, но не слишком. Поэтому размер вазы тоже важен.Avenir у вас слишком малое расстояние.

Где взять источник излучения? Может как в этом проекте из ртутной или галогенной лампы... Я так думаю электроны летя по лампе при встрече с капельками ртути рассеивается на них и попадает в камеру где ионизируют пары спирта
https://www.youtube.com/watch?v=wHyeQYC2z8I

druggist в сообщении #1412035 писал(а):
Интересно, и как оно их блокирует?

Летит заряженная частица на неё действует магнитное поле. Под действие поля частица смещается к полюсам. Если в Вашей местности наблюдается северное сияние, то вы скорее всего сможете зафиксировать космические лучи. А у нас в Москве такое явление не наблюдается.


Камушек под лед подложили? Но в видео он говорит о частицах источник которых - космос.
* и, это не единственное видео, которое можно найти в интернете, где автор, проводя аналогичный эксперимент, говорит о космосе как источнике частиц.
С подсветкой как и с емкостью всё впорядке. Та фотография, что выше это один из примеров, потому как мной пробовались различные варианты емкостей (маленькие и большие, из стекла, пластика).


-- 25.08.2019, 23:58 --

EUgeneUS в сообщении #1412045 писал(а):
druggist в сообщении #1412035 писал(а):
Космические лучи блокирует магнитное поле земли.


Оно, конечно, блокирует.
Однако, фон растет с ростом высоты, что явно указывает на то, что блокируются далеко не все космические лучи.

Avenir
На Вашей фотографии не нашел треков от частиц.
Либо они уже "расплылись", либо видимые туманные "струи" - это конденсат, опускающийся вниз, "дождь".

Обратите внимание вот на что:
1. Переохлажденный пар - это неравновесное состояние.
2. Должна быть довольна большая область (чтобы можно было разглядывать глазом, и чтобы длина пробега была с ней сравнима), где оно поддерживается.
3. В ролике из первого поста, это состояние поддерживается довольно остроумным способом: организуется постоянный поток пара сверху вниз. "Отработанный пар", содержащий большое количество конденсата, просто опускается вниз, а сверху поступает "свежий", который охлаждается.
4. Если получать переохлажденный пар сбросом давления, то он (переохлажденный пар) будет существовать очень малое время. Вот только возник и почти сразу сконденсировался в туман по всему объему. Может быть, какой-то высокоскоростной камерой этот процесс и можно будет "засечь", и возможно, будут заметны треки. Но увидеть что-то, кроме тумана, невооруженным глазом, будет невозможно. ИМХО.
UPD: возможно, как-то можно выкрутиться медленным снижением давления - "ловить" давление, при котором конденсация происходит только в небольшом объеме вокруг центров конденсации.

нет, это не дождь, то есть на мелкие капельки, туман, различимые невооруженным человеческим взглядом идущие сверху вниз.
струи могут образовывать фонтан - то есть огромный пучок идущий снизу вверх, где, отдельно рассматриваемая струя ведет себя подобно струям воды которые можно видеть наблюдая за водным фонтаном в парке.
на основе собственных наблюдений:
туман, пересыщенный пар, можно получить не только резко создавая вакуум, но, и, если накачать некоторое количество воздух в емкость, а затем по немного спускать. по качеству наблюдений такой способ дает результат, но существенно уступает способам с охладителями (сухой лед, жидкий азот) - потому как приходится долго ждать успокоение пара прежде чем снова спустить порцию давления.
* создавать бесконечно много давления используя такой способ не имеет смысла - при увеличении давления выше достаточного пересыщенный пар перестает появляться.
вывод: для удобства мобильных наблюдения придется, очевидно, собрать установку с охладителем.

 
 
 
 Posted automatically
Сообщение26.08.2019, 12:43 
 i  Тема перемещена из форума «Механика и Техника» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- не надо цитировать все подряд, да еще и несколько раз; уберите лишние цитаты и впредь цитируйте только то, что необходимо для понимания ответа.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

 
 
 [ Сообщений: 15 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group