Versuch
Info
In der Nebelkammer befindet sich eine ca. 1 cm dicke Zone aus übersättigtem Alkoholdampf. Durchquert ein ionisierendes Teilchen diese Schicht, so entsteht eine Nebelspur, deren Form Rückschlüsse
auf die Art des Teilchens und dessen kinetische Energie zulässt. Es können alle elektrisch geladenen Teilchen nachgewiesen werden (z.B. α-Teilchen, Protonen, Positronen, Elektronen, Myonen).
α-Teilchen (aus dem Zerfall von Radon) erzeugen kurze, breite Spuren, β-Teilchen erzeugen dünnere, gerade Spuren und niederenergetische β-Teilchen, die durch γ-Strahlen beim Photo- und Comptoneffekt entstehen, ändern beim Stoß mit einen Alkoholmolekül häufig ihre Richtung.
Durchführungsdauer: 3 Minuten
Beschreibung
Die massive, schwarze Metallplatte (45 cm x 45 cm) am Boden der Nebelkammer wird durch ein Kälteaggregat über die gesamte Fläche auf etwa −30 °C gekühlt. Decke und Seitenwände der Beobachtungskammer bestehen aus zwei übereinander gestülpten Glashauben. Dünne Heizdrähte zwischen den beiden oberen Glasscheiben sollen ein Beschlagen verhindern. Dieses Gitter dient gleichzeitig als Hochspannungsgitter zur Ionenabsaugung, damit die Nebelspuren schneller wieder verschwinden und neue Spuren deutlicher zu erkennen sind.
Im oberen Teil unter der Glashaube befindet sich eine umlaufende, elektrisch beheizte Rinne, in die Alkohol tropft. Der Alkohol verdampft und diffundiert vom oberen, warmen Bereich der Kammer zum kalten Boden. Dort kondensiert der Alkoholdampf und fließt in den Vorratsbehälter zurück. Oberhalb der dünnen, den Boden bedeckenden Flüssigkeitsschicht ist der Alkoholdampf übersättigt. In diesem Bereich erzeugen geladene Materieteilchen entlang ihrer Flugbahn Ionen, die als Kondensationskeime wirken und eine Nebelspur erzeugen.
Hinweise zur Durchführung:
Mind. 15 min vor der Demonstration sollte die Nebelkammer am „Hauptschalter“ eingeschaltet werden.
Dann sind der Alkoholzufluss aus dem gebogenen Röhrchen mit dem Drehknopf „Alkoholdosierung“ und der -ablauf mit dem Drehknopf „Alkoholrücklauf“ so einzustellen, dass die Rinne etwa 1 cm tief gefüllt ist. Um dieses Niveau zu halten, genügt ein Zufluss von etwa 6–8 Tropfen pro Sekunde.
Schließlich muss noch die Hochspannung eingeschaltet werden: „Hochspannung“ ON.
Hinweise zum Auf- und Abbau:
Diese Großraum-Nebelkammer steht auf Rädern mit Luftreifen, die man für den Transport aufpumpen muss.
Die Nebelkammer muss mit hochreinem (mind. 99%) Isopropylalkohol betrieben werden.
Sie sollte nicht transportiert werden, wenn die Verdampferrinne mit Alkohol gefüllt ist.
Außerdem darf die Nebelkammer während des Transports keinesfalls gekippt werden (<10° zur Senkrechten), um irreparable Schäden an der Kältemaschine zu vermeiden. Des Weiteren empfiehlt es sich, wegen eventuell durch den Transport hervorgerufener Störungen am Kältesystem mit der Inbetriebnahme noch 2 Stunden zu warten.
Im Hörsaal ist die Nebelkammer (mit Hilfe des Reifendrucks, der Stellfüße und Keilen) waagrecht auszurichten.
Nach Leerung der Verdampferrinne ist das Ablassventil wieder zu schließen.