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Workshop : Selbstbau einer Nebelkammer Barbara Valeriani -Kaminski Universität Bonn

Workshop : Selbstbau einer Nebelkammer Barbara Valeriani -Kaminski Universität Bonn. Lehrerfortbildung Elementarteilchen - Physikzentrum Bad Honnef 23.-27. Juni 2014. Kosmische Teilchen. Kosmische Teilchen.

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Workshop : Selbstbau einer Nebelkammer Barbara Valeriani -Kaminski Universität Bonn

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Presentation Transcript

  1. Workshop: Selbstbau einer Nebelkammer Barbara Valeriani-Kaminski Universität Bonn Lehrerfortbildung Elementarteilchen - Physikzentrum Bad Honnef 23.-27. Juni 2014

  2. Kosmische Teilchen

  3. Kosmische Teilchen • bei der Kollision von Protonen mit den Atomkernen der Luft entstehen Pionen, Kaonen und Nukleonen • aus Zerfallvon Pionen und Kaonen entstehen Photonen, Myonen und Neutrinos • Geladenen Teilchen auf Meereshöhe sind überwiegend Myonen!

  4. Victor Hess, 1912, Ballonexperiment

  5. Ionisation wird in steigender Höhe wieder viel stärker! •  Ionisation durch Strahlung aus dem All!

  6. 1911: Erste Expansionsnebelkammer • Erste Fotos von Elektronen • und a-Teilchen Charles Thomson Rees Wilson (Nobelpreis 1927)

  7. Expansionsnebelkammer

  8. Je nach Art der eingetretenen Teilchen variiert das Aussehen der entstandenen Nebelspur!

  9. Die Nebelkammer • Starke Temperaturgefälle zwischen oberem und unterem Bereich der Nebelkammer • Der Alkoholdampf sinkt zum Boden hin (Übersättigungsgebiet) • Am Boden kondensiert der Alkohol und kann über eine Rinne abgeführt werden • Ionen als Kondensationskerne

  10. a-Teilchen: • Kurze und dicke Nebelspuren • Protonen: • Die Nebelspuren sind denen der a-Teilchen ähnlich, allerdings länger und dünner.

  11. Elektronen/ Positronen: • Schnelle (energiereiche) Elektronen oder Positronen: dünne, gerade Nebelspur, die über die gesamte Beobachtungsfläche verläuft • Elektronen (Positronen) mit geringerer Energie: • wesentlich kürzere Nebelspuren mit gekrümmtem oder geknicktem • Verlauf (Streuung an den Atomkernen) • Elektronen (Positronen)mit sehr niedriger Energie: • sehr kurze und verschlungene • Bahnen (Vielfachstreuung an • den Atomhüllen des • übersättigten Alkoholdampfes).

  12. Myonen: • Schnelle (energiereiche) Myonen: • dünne, gerade Nebelspur, die über die gesamte Beobachtungsfläche verläuft • Myonen mit geringerer Energie: • die Spur sieht der der a-Teilchen ähnlich • Zerfall eines Myons in ein Elektron und zwei Neutrinos: • - Neutrinos können in der • Nebelkammer nicht beobachtet • werden • - das Elektron bewegt sich in eine • andere Richtung als das Myon • (Knickin der Nebelspur)

  13. Die Entdeckung des Positrons 1932: Entdeckung des Positrons Die Masse des Teilchens messbar durch: • Tröpfchendichte • Krümmung der Spur in einem Magnetfeld Carl. D. Anderson Erster Nachweis des Positrons [Phys.Rev.43 S.419]

  14. Die Entdeckung des Myons (1937) • 200 mal schwerer als ein Elektron aber leichter als das Proton • “Mesotron” (griechisch f. “in der Mitte liegend”) • Die Entdeckung passte zunächst zu keiner theoretischen Vorhersage! • erst 1947 wird es als das Myon (μ)identifiziert • Das Myon ist ein “schweres Elektron” Isidor Isaac Rabi (Nobelpreis 1944)

  15. http://www.teilchenwelt.de/material/materialien-fuer-lehrkraefte/http://www.teilchenwelt.de/material/materialien-fuer-lehrkraefte/ selbstbau-einer-nebelkammer/

  16. Möglichkeit die fertigen Nebelkammer-Sets auszuleihen Astroteilchen-Experimente

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