每秒钟你的身体里都会穿过1万个来自宇宙的粒子。不过,你既看不见也听不见它们,感知不到它们的存在。用简单便宜的材料,你也可以在家制造一个简易的粒子探测器,观察来自宇宙的射线。
★材料和工具
透明的玻璃盒子、毛毡、黑色硬板盖、水槽、药用酒精、干冰、手套、手电筒。
★操作步骤
1、把毛毡粘在塑料盒子底部。
2、用酒精把毛毡浸湿,但不要滴水。
3、把干冰放在水槽里,把黑色硬板盖在干冰上。
4、把塑料盒倒过来盖在黑色硬板上。
5、现在坐等10分钟,等
毛毡里的酒精蒸发扩散到整
个塑料盒子里。接触到干冰
温度的酒精会冷却为液态。此时环境里轻微的扰动就会让盒子里出现云朵一样的现象,这就是这就是“云室”这个名称的来源。
6、把云室放到一个黑暗的房间里,打开手电筒观察云室里出现了什么?
★实验原理
1938年,加州大学伯克利分校设计研发的连续灵敏云室就是利用酒精蒸汽检测宇宙射线的仪器,它也是我们今天实验的原型。
在实验里你看到了什么?是不是看到了一些迷之轨迹,好像是小鬼在空气中划出的线条?
实际上,这些线条中的大部分就是宇宙射线留下的痕迹。
当宇宙射线射入云室的时候,它们会使一些分子的电子分离,让分子成为带电离子。异丙醇分子会和这些离子结合,形成液滴。这就是为什么宇宙射线留下飞机云一般的尾巴的原理。
为了观察到这种宇宙射线穿过的痕迹,你需要把云室放到黑暗的房间里,然后用一把手电筒照射云室,你就可以观察到宇宙射线的踪迹。
实际上,你可能会观察到下面4种轨迹,它们是不同的射线形成的。