標題圖宇宙射線

目的

高能粒子來自遙遠的宇宙,故又稱為宇宙射線。為了能讓我們可直接用肉眼觀察宇宙射線,我們使用了自製的雲霧室觀測裝置。

實驗

實驗裝置:自製的雲霧室,酒精及LED光源

1.由頂板的注入孔先注射酒精至酒精海綿槽中,待其完全飽和後,再將底板注入達1~2mm高,使雲霧室整個充滿酒精蒸氣。

2.確定整個雲霧室沒有漏縫後,開啟冷卻器開關,等待冷卻器的溫度降至零下35℃以下,就可以開始觀測宇宙射線了。

宇宙射線影片:

Canon EOS 400D 所拍攝的宇宙射線相片 PDF 附件2

原理思考

1. 為什麼只要高能粒子通過雲霧室就會留下白色的軌跡?

2. 白色的軌跡是怎麼形成的?

3. 是否這些軌跡就代表高能粒子經過的真實痕跡?

討論

1. 宇宙射線從哪裡來?是從地球產生的還是從外太空來的?為何產生?如何產生?

2. 如你所見,每秒鐘打在我們身上的高能粒子這麼多,為什麼好像都沒有感覺?

3. 這些高能粒子對人體是否有害?

4. 本實驗影片是在2層樓內的實驗室所拍攝得的,換句話說,它可輕易的穿過2層樓的鋼筋混凝土構造,有沒有方式可以阻擋它?

5. 為何有些軌跡是粗短形,有些是細長形?其物理意義為何?

6. 一定要用酒精嗎?可否用其它溶液取代?

關於實驗

1. 本實驗裝置為保持內部酒精蒸氣的穩定狀態,一定要確實做到完全密封。

2. 經過數次觀測後,本實驗的冷卻器溫度需降至零下35℃以下,才能明顯地觀測到宇宙射線。

3. 還有很多後續的觀測須深入探討,如雲霧室內的溫度分佈及酒精濃度分佈與宇宙射線的數量關係為何?宇宙射線的數量統計(每小時,天,周,月...),區域性的比較等...

4. 感謝東吳大學物理系主任蕭先雄教授及中大物理系陳鎰鋒教授及易台生教授的指導。

參考資料

1. http://www.phywe.de/e_index.html

Large Diffusion Cloud Chamber-Invisible Becomes Visible

製作

v.1 曾增智 COOLER EXPRESS公司

指導老師

陳泰利 朱慶琪