Câmara de Nuvens: Uma Proposta Experimental Didática
A câmara de nuvens é um
equipamento, inventado por Charles Wilson
em 1911, que proporciona a observação de
partículas subatômicas vindas de estrelas
distantes, os chamados raios cósmicos. O
presente trabalho tem por finalidade o estudo
dessas partículas - desde um resgate histórico
da origem e desenvolvimento do modelo atômico
até o atual modelo ao qual as partículas
elementares estão organizadas, o Modelo
Padrão - e visualização das mesmas a partir da
fabricação e utilização de uma câmara similar à
inventada por Wilson. Foram utilizados materiais
simples e de baixo custo, além da substituição
do gelo seco (usualmente empregado) pelo
nitrogênio líquido, cuja obtenção pode ser
mais acessível. Os eventos foram gravados
em vídeo e as imagens analisadas para a
classificação das partículas. A montagem do
aparato consiste em um recipiente de vidro,
recoberto internamente com camurça, apoiado
à uma chapa de metal acoplada em uma haste
de cobre, a qual será imersa em uma garrafa
térmica com nitrogênio líquido. Adicionando
então álcool na camurça este irá evaporar
e, decorrente ao resfriamento da chapa por
condução (entre a haste e o nitrogênio),
condensará formando uma camada
supersaturada. Pode-se ver então o rastro que
raios cósmicos - em geral elétrons, prótons,
Múons e Píons oriundos de explosões estelaresdeixam
ao ionizar as moléculas de álcool. Foi
possível visualizar, gravar e catalogar diversas
dessas partículas segundo o comprimento,
espessura e desvios deixados por seus traços.
Câmara de Nuvens: Uma Proposta Experimental Didática
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DOI: 10.22533/at.ed.74319010619
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Palavras-chave: Raios cósmicos, Física de partículas, Modelo padrão, Câmara de nuvens.
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Keywords: Cosmic rays, Particle physics, Standard model, Cloud chamber
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Abstract:
The Cloud Chamber is an
equipment, invented by Charles Wilson in 1911,
which provides the observation of subatomic
particles from distant stars, the so-called cosmic
rays. The aim of the present work is to study
these particles - from a historical rescue of the
origin and development of the atomic model
to the current model to which the elementary
particles are organized, the so-called “Standard
Model” - to the visualization of them from the
manufacture and use of a similar to the one
invented by Wilson. Simple and low cost
materials were used, as well as the replacement of dry ice (usually used) by liquid
nitrogen, which can be obtained more easily. The events were videotaped and the
images analyzed for particle classification. The apparatus assembly consists of a glass
container, internally covered with chamois, supported on a metal plate attached to a
copper rod, which will be immersed in a liquid nitrogen gas bottle. Then adding alcohol
to the suede will evaporate and due to the cooling of the plate by conduction (between
the rod and the nitrogen), will condense forming a supersaturated layer. One can then
see the trace that cosmic rays - usually electrons, protons, múons and píons from
stellar explosions - leave to ionize the molecules of alcohol. It was possible to visualize,
record and catalog several of these particles according to the length, thickness and
deviations left by their traces.
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Número de páginas: 15
- Lucas Maquedano da Silva
- Pedro Haerter Pinto
- Fernanda Tiemi Karia
- João Marcos Fávaro Lopes
