Wszędzie wokół nas występuje niewidzialne promieniowanie. Do 1896 r. nikt nie wiedział o jego istnieniu. Ale wtedy Henri Becquerel odkrył, że skały zawierające uran wytwarzają promienie, które zaczerniają papier fotograficzny.
Teraz wiemy, że wiele substancji jest radioaktywnych – wydzielają one cząsteczki, które wędrują w powietrzu, dopóki nie zostaną pochłonięte, albo przez samo powietrze, albo przez jakiś inny materiał, który blokuje ich drogę.
Komora chmur jest dobrym sposobem na pokazanie promieniowania, które jest obecne w naszym środowisku. Nazywa się to promieniowaniem tła.
Co widać w komorze chmurowej?
Patrząc na komorę chmurową widzimy ślady cząstek naładowanych elektrycznie, które przechodzą przez komorę.
Przestrzeń wewnątrz komory jest wypełniona parą alkoholu i gdy cząstka przechodzi przez nią, tworzą się maleńkie kropelki alkoholu, ukazując jej ślad. Przypomina to trochę smugi pary, które można zobaczyć, gdy samolot odrzutowy przelatuje przez wysoką, zimną atmosferę.
Skąd pochodzi to promieniowanie?
Naładowane cząstki, które tworzą ślady w komorze chmurowej to cząstki alfa i beta (z atomów radioaktywnych) oraz protony i miony (z przestrzeni kosmicznej).
Cząstki alfa i beta pochodzą z materiałów radioaktywnych w naszym środowisku:
- potas, uran i tor w materiałach budowlanych i skałach podłoża
- radon w atmosferze
- Miony są jak ciężkie elektrony. Spadają na nas, gdy bardzo energetyczne promieniowanie z kosmosu (promienie kosmiczne) uderza w cząsteczki wysoko w atmosferze, rozbijając cząsteczki powietrza.
A ponieważ my, ludzie, jesteśmy zbudowani z materiałów pochodzących z naszego środowiska, które przyjęliśmy jako nasze pożywienie i napoje, my także jesteśmy lekko radioaktywni.
Co znajduje się w komorze chmurowej?
Na dnie komory znajduje się metalowa płytka schłodzona do około -35°C. Widać na niej cienką warstwę cieczy, która jest w stanie ciekłym. Na jej powierzchni widać cienką warstwę ciekłego alkoholu.
Na górze komory znajduje się szklana płytka z cienkimi drutami grzejnymi. Alkohol jest odparowywany z tej płyty w temperaturze około 50°C.
W ten sposób komora jest wypełniona parą alkoholu; cieplejszą na górze niż na dole.
Gdy cząsteczka przechodzi przez obszar, gdzie para jest najzimniejsza, powoduje to kondensację. Małe kropelki alkoholu pokazują, gdzie cząsteczka przeszła.
Można powiedzieć na podstawie nieregularnych śladów cząsteczek, że tracą one energię, gdy oddziałują z cząsteczkami powietrza. Najprostsze ślady pochodzą od najszybszych, najbardziej energetycznych cząstek.
Linki
- Wikipedia opisuje, jak wynaleziono różne typy komór chmurowych.
- Więcej o promieniach kosmicznych z Uniwersytetu Oksfordzkiego.
.