Игрушки, игры своими руками Для взрослых детей главная
новости
разделы
форум
магазин
о проекте
награды
ссылки
Рассылка "Subscribe.ru"

другие службы рассылок

 

НОВОЕ
Главная  Каталог  Просто о сложном   Выпуск 42  Модель циклотрона
Модель циклотрона

Мир элементарных частиц, характер их столкновений, взаимодействий между собой и веществами... Все эти чрезвычайно трудные понятия изучаются на уроках физики. Авторы школьных учебников рисунками и схемами поясняют физическую сущность явлений, происходящих в бесконечно малых объемах материи, но понять их удается не каждому.


Как устроен, скажем, циклотрон — ускоритель элементарных частиц? Вспомним: в камеру, похожую на бублик, «впрыскивается» поток элементарных частиц, например электронов. Их подхватывает электрическое поле, периодически возникающее между двумя полукруглыми электродами — дуантами. От соприкосновения со стенками поток частиц удерживается мощным магнитным полем.


Описание устройства циклотрона, как правило, воспринимается хорошо. А вот принцип действия, то есть механизм ускорения потока элементарных частиц, остается не совсем понятным. В самом деле, как представить себе электроны, как они ускоряются электрическим полем, что их удерживает строго по центру спирального канала? Сегодня мы расскажем об очень удачном физическом приборе, предложенном учителем Н. Маслаковичем.


Общий вцд прибора показан на рисунке. Массивная подставка 6 имеет коническое седло, в которое упирается игольчатый упор 7.


На этом упоре закреплены два диска 3 из органического стекла, между которыми зажата спираль 1 — полиэтиленовая или, еще лучше, стеклянная трубка. Внутренний конец опирали наглухо закрыт пробкой, а внешний остается открытым. Внутри трубки свободно перекатывается стальной шарик 2. Устойчивость прибору придают два длинных стальных стержня 4 и массивные противовесы 5. Благодаря тому, что центр тяжести стержней и противовесов находится ниже точки опоры, система устойчива при колебаниях в вертикальной плоскости, проходящей через оси противовесов. Качество изготовления и сборки проверяется уровнемером 8, небольшой стеклянной трубочкой, вмонтированной на лицевой поверхности верхнего диска.


С первого взгляда может показаться, что все эти диски, спираль, противовесы вряд ли смогут пояснить работу такой сложной физической установки, какой является циклотрон. Но не будем спешить с выводами. Маслакович нашел очень точные аналоги электрическому и магнитному полям. Электрическое поле, например, заменено силами гравитации, а магнитное — спиральными стенками трубки.


В опытах используется всего один шарик. Он заменяет нам невидимый глазу электрон. Поняв механизм ускорения одного шарика-электрона, наверное, легче будет усвоить ускорение целого «коллектива» элементарных частиц.


Работает модель циклотрона так. Шарик находится внутри спирали у самой пробки. Для того чтобы он начал движение, его нужно приподнять в верхнюю часть наклонной плоскости. Делается это так. Левый противовес слегка приподнимается, а затем опускается. Система, словно маятник, начала колебаться в одной плоскости. Шарик, оказавшись на горке, начинает скатываться вниз. Вот тут-то может возникнуть некоторое несоответствие, асинхронность между перемещением шарика внутри спирали и периодом колебания системы. Если разница незначительна, шарик успеет достичь нижней точки на противоположной стороне спирали, прежде чем система успеет подняться вверх. Оказавшись вновь на верху наклонного желоба, шарик продолжит свой путь. Так, перемещаясь от одной половинки спирали к другой, он приобретает ускорение и в конце своего пути на высокой скорости вылетает из открытого конца спирали. Точно так же ускоряются и элементарные частицы электрическим полем в циклотроне.


Чтобы периоды колебания спирали и перемещения шарика попали в резонанс, модель необходимо предварительно настроить. Сделать это можно двумя путями: уменьшите или увеличьте радиус спирали, передвиньте противовесы ближе или дальше по стержням. Запомните, что настройка — очень тонкая, кропотливая работа.



©Юный техник - №4, 1981 г.
А. Петрова, рис. В. Слащилина


Рубрики:
А вам слабо?А вам слабо?
Авторские мастер-классыАвторские мастер-классы
Вкусные игрушкиВкусные игрушки
Воскресная школаВоскресная школа
Детские игрыДетские игры
ИгротекаИгротека
Игрушечные новостиИгрушечные новости
Игры on-lineИгры on-line
И смех, и грехИ смех, и грех
История игрушекИстория игр и игрушек
Музей на столеМузей на столе
Обзор сайтов, товаров, игр и игрушекОбзор игромира
От теории к практикеОт теории к практике
Очумелые ручкиОчумелые ручки
Природный материалПриродный материал
Просто о сложномПросто о сложном
РаскраскиРаскраски
РемеслаРемесла
РукоделиеРукоделие
Справочный отделСправочный отдел
Страна развлеченийСтрана развлечений
Художественная школаХудожественная школа
Читальный залЧитальный зал

Реклама:
Фам. Автор Анастасия Резникова

Благодарность