Cámara de niebla de expansión

Se que este tema esta en muchas páginas, pero es una linda prueba que requiere de muy pocas cosas y permite visualizar las trayectorias de las partículas de alta velocidad, en este caso radiación alfa de una placa de americio.

Teoría

Este ingenioso dispositivo desarrollado por Charles Wilson,  físico escoses que por este trabajo recibió el premio novel en 1927, permite ver las trayectorias de las partículas ionizantes.
Se trata de un recinto cerrado donde hay vapor súper enfriado que al ser atravesado por una partícula ionizante produce una ionización del vapor produciendo pequeñas gotas que forman la niebla, así al paso de la partícula queda una estela marcando su trayectoria, como si fuera un avión de línea que deja a su paso la estela característica.
Este aparato resultó ser una herramienta muy buena para el estudio de partículas alta energía.

Construcción del dispositivo
Hay dos formas posibles de hacerlo a nivel casero, una es usando hielo seco para súper enfriar el vapor y otra por descompresión brusca del recinto mismo de la cámara, como el conseguir hielo seco es  bastante difícil en algunos casos he optado por construir una que funcione con la descompresión, para ello me he basado en un modelo realizado por un colaborador de nuestro club de ciencias, David Flores un experto en reproducción de aparatos físicos y un artista en los diseños, recomiendo visitar su web donde podrá ver su modelo http://sites.google.com/site/electricalia/503 también ha colaborado con David un prestigioso participante del foro de científicos aficionados Homer.

Como es la cámara de niebla por descompresión

El diagrama muestra las partes de la misma.

diag

Para construir el prototipo he usado un frasco de dulce de unos 125 cc, una linterna china económica, una jeringa de unos 60 cc y la parte electrónica la he recuperado de una lámpara de bajo consumo quemada

El modelo terminado

Ahora algunos detalles de la construcción:

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El interior de la base, se ve el rectificador de onda completa con su salida polarizada y también puede observarse el caño plástico que va conectado a la jeringa, para hacer la compresión primero y luego descomprimir bruscamente

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Los dos electrodos que “borran” el superior en forma de aro (positivo), hecho de alambre de cobre y el inferior es una arandela de hierro, como sellé con silicona el ácido acético del pegamento la daño, la entrada y salida de aire esta cubierta con un trozo de tela de trama amplia, eso evita bastante las turbulencias y las trazas se ven mas rectas.

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Acá he montado una base negra sobre la arandela y la cápsula plástica tiene en su interior la placa de americio, sacado de un detector de humo, es un potente emisor alfa

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Detalle  del emisor de alfas

La fuente es un simple rectificador de onda completa

fuente

Algunas recomendaciones

El recinto debe quedar perfectamente estanco, (no se debe escapar aire).
El funcionamiento es el siguiente:

Se colocan 1 o 2 cm de alcohol puro en el interior del recinto, presionamos la jeringa y  nos daremos cuenta que esta hermético porque esta se volverá sola.  Presionamos la jeringa hasta el fondo manteniendo presionado unos segundos, luego se saca rápidamente el émbolo, en ese momento veremos las trayectorias de las alfa de alta energía del americio.
La violenta descompresión enfría el vapor que al ser cruzado por las partículas condensa pequeñas gotas que formará la estela característica.
Con este sencillo aparato he podido ver solamente partículas alfa de alta energía del americio, las cámaras de niebla profesionales permiten visualizar alfas betas positrones electrones y una variedad de partículas cósmicas.

Un video mostrando el funcionamiento

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