Kontinuert tågekammer med tøris

Her kan hentes en 7,8 Mb Gif der viser tågekammeret i aktion: cloudchamber_gif.gif Man kan se elektroner og alfapartikler fra baggrundsstrålingen og skimte tynde spor fra muoner. Filmen er optaget med en Samsung Galaxy 3S mini, så den giver kun et indtryk af hvor mange partikler man kan se.

Muoner ses som lange, tynde lige spor. Hvis man er heldig vil sporet knække. Det betyder at muonen er henfaldet til en elektron og to neutrinoer (en elektron- og en muonneutrino).

Et spor kan også splitte op i et Y, hvis muonen rammer en elektron og slår den ud af dens bane.

Et kroget spor kan være en elektron (betapartikel) der taber energi ved at zigzagge mellem atomer i luften.

Korte fede spor kan være muoner der går skråt gennem tågen, eller alfapartikler fra baggrundsstrålingen (f.eks. fra radon)

Man kan eksperimentere med at sætte “mure” af alufolie eller bly på højkant i tågen, og se hvilke type spor der stoppes af hvilke typer barrierer.

Konstruktion

Tågekammeret består af en sortmalet aluminiumsplade (5 mm), der er kølet med tøris og et terrarium med isopropanoldamp.

For at få god kontakt mellem tørisen og alupladen har jeg lavet en kasse med alupladen som bund. Der hældes ca. to centimeter knust tøris i kassen, hvorefter der placeres et stykke skumgummi for at holde tørisen på plads. En mindre kasse placeres på skumgummien og når konstruktionen vendes vil tørisen blive presset op mod alupladen.

I terrariet fastgøres en karklud i bunden. Jeg har brugt magneter og metalplader til at holde kluden fast.

Kluden vædes med isopropanol (IKKE sprit!) og terrariet placeres på alupladen. Efter ca. 10 min er tågekammeret klart. Belyser man bunden fra enden med en kraftig lyskilde kan man se et lag tåge i bunden. Jeg har brugt en LED-lampe fra Fakta, som er blevet blændet af med sort pap.

Ved hjælp af kiler under bunden af kassen med tøris justerer man så tågen ikke driver (alt for meget) når man ser ind ad enden modsat lyset. For at få sporene frem er det oftest nødvendigt at gøre terrariet statisk elektrisk. En plastikkam gennem håret er nok, men man kan også bruge en stump elektrikerrør og en engangsklud. (Nyere elektrikerrør kan dog være antistatiske…)

Den nederste del af terrariet dugger til, men det er næsten ikke besværet værd at tørre det af. Det dugger meget hurtigt til igen, og man ser alligevel bedst skråt oppefra.

Når man ikke kan se flere spor, selv efter en kraftig frisering, kan man evt. fylde efter med isopropanol og/eller tøris, men man har en god times tid med 2 cm tøris og 20-30 mL isopropanol.

Når man er færdig stilles tågekammeret udenfor, så tøris og isopropanol kan fordampe.

Troubleshooting:

Sørg for at tørisen presses jævnt op mod alupladen. Det er nødvendigt med en forholdsvis tyk aluplade (over 3 mm) for at den ikke skal slå sig. Det vigtigste er at terrariet er elektrisk ladet. Friser dig og rør ved toppen af terrariet med kammen, eller gnid toppoen af terrariet med en klud der ikke er antistatisk. Husk at håret skal være rent og tørt. Man kan også gnide en stump elektrikerrør med en ikke-antistatisk klud.

Sikkerhed:

Isopropanol er ikke godt at indånde eller få på huden, men tørisen køler det så der ikke fordamper meget under driften. Brug evt. nitrilhandsker når tågekammeret samles og skilles.

Tøris kan forårsage kuldeskader på hænderne,så havehansker anbefales kraftigt. Vær varsom med at transportere tøris i en lukket bil. Den frigjorte CO2 kan gøre en dårlig og i værste fald kvæle en. Pak tørisen ind i aviser og opbevar den i en køletaske. Under transport kan man komme en affaldssæk udenom køletasken og lukke den med en elastik. På den måde kan man se hvor meget CO2 der fordamper, og så holde ind til siden og lufte pose og bil ud (ca. hvert kvarter med min køletaske). Man kan opbevare 2-3 kg tøris i fryseren et døgn, hvis der er aviser og køletaske omkring.

Indkøb

Isopropanol kan købes i Matas for en 30-40 kr

Et terrarium kan købes i en dyrehandel for omkring 170 kr.

Jeg brugte frontpladen fra en gammel server som alu-bundplade. Træet er en 2 m planke fra et byggemarked. En flaske spraymaling koster ca. 50 kr. Mat er nok bedst, men jeg har brugt en rest blank jeg havde til overs.

Tøris kan købes i skibsprovianteringsfirmaer eller hos Air Liquide (AGA) eller hos Norsk Hydro. Måske kan man tigge sig til noget fra et hospital. De bruger det vist til at holde vævsprøver kolde.

Links

Inspirationen kommer fra http://teachers.web.cern.ch/teachers/document/cloud-final.pdf

Har du for meget tøris bør det ikke gå til spilde: http://www.deepscience.com/experiments/dryiceday.html Fritidshjem er taknemmelige “ofre”..