Астрономия Скачать
презентацию
<<  Телескоп своими руками Галактические космические лучи  >>
Регистрация космических лучей на поверхности Земли
Регистрация космических лучей на поверхности Земли
Инициаторы
Инициаторы
Космические лучи
Космические лучи
Космические лучи
Космические лучи
Широкие атмосферные ливни
Широкие атмосферные ливни
Космические лучи
Космические лучи
Космические лучи
Космические лучи
Подобные проекты
Подобные проекты
Детекторы космических лучей
Детекторы космических лучей
SEASA
SEASA
Berkeley Lab Cosmic Ray Detector
Berkeley Lab Cosmic Ray Detector
Российские проекты
Российские проекты
Сцинтилляционный детектор
Сцинтилляционный детектор
Принцип работы сцинтилляционного детектора
Принцип работы сцинтилляционного детектора
Схема сцинтилляционной сборки детектора
Схема сцинтилляционной сборки детектора
Сцинтилляционная сборка
Сцинтилляционная сборка
Цетральная часть
Цетральная часть
Переизлучатели
Переизлучатели
Ливневой детектор
Ливневой детектор
Схема светосбора
Схема светосбора
Система температурной стабилизации
Система температурной стабилизации
Термоизоляционный бокс
Термоизоляционный бокс
Термобокс в сборе
Термобокс в сборе
Термостабилизация в действии
Термостабилизация в действии
Электроника детектора
Электроника детектора
Электроника детектора
Электроника детектора
Детектор на улице
Детектор на улице
Методика регистрации ШАЛ
Методика регистрации ШАЛ
Доступ к установке
Доступ к установке
Ливневая установка
Ливневая установка
Коммуникации
Коммуникации
Центральная часть электроники
Центральная часть электроники
Данные с детектора
Данные с детектора
Школьный проект
Школьный проект
Где размещать
Где размещать
Учебный процесс
Учебный процесс
Интерес
Интерес
Участники
Участники
Слайды из презентации «Космические лучи» к уроку астрономии на тему «Астрономия»

Автор: Колобок. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Космические лучи.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 4700 КБ.

Скачать презентацию

Космические лучи

содержание презентации «Космические лучи.ppt»
СлайдТекст
1 Регистрация космических лучей на поверхности Земли

Регистрация космических лучей на поверхности Земли

Изучение широких атмосферных ливней.

Школьный проект Часть 1

2 Инициаторы

Инициаторы

Янсон Эдуард Евгеньевич (МИФИ) тел 8 916 985 2701 mail yanson-edu@yandex.ru Богданов Алексей Георгиевич (МИФИ) тел mail alekb@rambler.ru

3 Космические лучи

Космические лучи

Космические лучи – обычные элементарные частицы и ядра атомов, образовавшиеся и ускоренные до высоких энергий в глубинах Вселенной. Космические лучи были открыты в 1912 г. австрийским физиком Виктором Гессом. С тех пор было сделано много открытий, связанных с космическим излучением, но остаётся ещё и немало загадок. Физика космических лучей изучает: процессы, приводящие к возникновению и ускорению космических лучей; частицы космических лучей, их природу и свойства; явления, вызванные частицами космических лучей в космическом пространстве, атмосфере Земли и планет.

4
5 Широкие атмосферные ливни

Широкие атмосферные ливни

В результате взаимодействия с ядрами атомов атмосферы первичные космические лучи (в основном протоны) создают большое число вторичных частиц – пионов, протонов, нейтронов, мюонов, электронов, позитронов и фотонов. Эти частицы распадаются или, в свою очередь, взаимодействуют, образуя другие частицы. Таким образом возникает каскад из большого числа вторичных частиц, который называется широким атмосферным ливнем. Ливни частиц были открыты в 1938 г. французским физиком Пьером Оже Существуют достаточно простые “виртуальные” и экспериментальные инструменты для изучения частиц космических лучей.

6
7
8 Подобные проекты

Подобные проекты

Сейчас во многих странах быстро развиваются сети детекторов для регистрации частиц космических лучей с привлечением школьников и учителей.

9 Детекторы космических лучей

Детекторы космических лучей

North American Large area Time coincidence Arrays http://csr.phys.ualberta.ca/nalta/.

CHICOS – California High school Cosmic ray ObServatory. Детекторы космических лучей около Chaminade Middle School.

Коллаборация групп экспериментаторов из Канады и США, занимающихся исследованиями в области физики космических лучей высоких энергий

10 SEASA

SEASA

- Stockholm Educational Air Shower Array http://www.particle.kth.se/SEASA/.

Сцинтилляционные детекторы HiSPARC, Нидерланды http://www.hisparc.nl/

Детекторы космических лучей на крыше AlbaNova University Centre, Швеция, Стокгольм

11 Berkeley Lab Cosmic Ray Detector

Berkeley Lab Cosmic Ray Detector

$1500-2700

12 Российские проекты

Российские проекты

Научно-образовательнй космический проект Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова “МГУ-250” приурочен к его 250-летию. Его основная задача – научная и образовательная деятельность на основе экспериментальных данных с малых космических аппаратов (http://cosmos.msu.ru/) интернет-проект “Ливни знаний” ОИЯИ, Дубна http://livni.jinr.ru/index.php

13 Сцинтилляционный детектор

Сцинтилляционный детектор

для регистрации широких атмосферных ливней.

Школьный проект Часть 2

14 Принцип работы сцинтилляционного детектора

Принцип работы сцинтилляционного детектора

Частица космического излучения (мюон или электрон), попадая в сцинтиллятор, возбуждает атомы вещ-ва. Данное возбуждение сбрасывается путем испускания фотона. Сцинтилляционные фотоны дошедшие до переизлучателя инициируют испускание переизлученных фотонов, которые , распространяясь по переизлучателю, достигают окна светочуствительного элемента – ФЭУ.

Фэу

Сцинтиллятор

Переизлучатель

ФЭУ – фотоэлектронный умножитель. Это прибор для регистрации фотонов. Если на входное окно попадает фотон (лучше сотня фотонов), то на выходе появляется электрический импульс.

15 Схема сцинтилляционной сборки детектора

Схема сцинтилляционной сборки детектора

8 секторов из сцинтилляционного пластика 8 зафиксированных между секторами переизлучателей Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) располагается в центре сборки

Фэу

16 Сцинтилляционная сборка

Сцинтилляционная сборка

17 Цетральная часть

Цетральная часть

Сцинтилляционная сборка.

Цетральная часть

Центральное расположение ФЭУ позволяет получить достойные характеристики детектора.

18 Переизлучатели

Переизлучатели

19 Ливневой детектор

Ливневой детектор

Сцинтилляционная сборка 1 кв.м. Толщина пластика 20 мм. Используются световоды-переизлучатели. Электроника детектора состоит : блок связи с центральной машиной; преобразователя заряд ? цифра; преобразователя время ? цифра. Система термостабилизации. Вес детектора ~ 70 кг. Может располагаться на земле или на крыше здания.

20 Схема светосбора

Схема светосбора

Shifter turns light and directs it exactly to photocathode

PMT = 30 mm

21 Система температурной стабилизации

Система температурной стабилизации

Система термостабилизации обеспечивает постоянную температуру внутри детектора вне зависимости от времени года или перепадов температуры день - ночь. Т.е. температурный фактор не влияет на точность измерений детектора (амплитуда сигнала, момент срабатывания). Система термостабилизации состоит из: Термоизоляционный бокс из пенопласта. Два термодатчика. Управляемый нагреватель.

22 Термоизоляционный бокс

Термоизоляционный бокс

Жесткий пенопласт Толщина стенок ~ 7 см

23 Термобокс в сборе

Термобокс в сборе

Здесь холодный воздух нагревается и прокачивается обратно в детектор

Термотрубка для холодного воздуха

Термотрубка для горячего воздуха

24 Термостабилизация в действии

Термостабилизация в действии

Температура в детекторе и температура на улице

15

14

5 - 7 min

25 Электроника детектора

Электроника детектора

Собственная электроника детектора обеспечивает: Регистрацию частиц космического излучения; Мониторинг температуры в детекторе; Калибровку измерительной части. Электроника детектора состоит из блоков: Контроллер (microcontroller 8051); Преобразователь заряд ? цифра (12-bit QDC); Преобразователь время ? цифра (12-bit TDC); Термодатчик; Система калибровки; Высоковольтный преобразователь (для ФЭУ); Триггер первого уровня; Коммуникационная система (CAN-open стандарт).

26 Электроника детектора

Электроника детектора

27 Детектор на улице

Детектор на улице

Внешний корпус – 0.7 мм оцинковка

Коммуникационный кабель

Детектор может работать на расстоянии до 1 км от центрального компьютера

28 Методика регистрации ШАЛ

Методика регистрации ШАЛ

Стандартная методика регистрации Широких Атмосферных Ливней (ШАЛ) предполагает систему ливневых детекторов включенных в схему совпадений, т.е. одновременно сработавшие детекторы свидетельствуют о наличии ШАЛ.

29 Доступ к установке

Доступ к установке

Школьный проект. Вариант 1.

Школа имеет полный доступ к установке и настройкам детекторов через Интернет. На мониторах учеников отображается такая же информация, что и на центральной машине ливневой установи. Можно выполнять исследовательские работы.

Ливневая установка расположена в институте (например в МИФИ)

Интернет

30 Ливневая установка

Ливневая установка

Школьный проект. Вариант 2.

Мифи

Ливневая установка расположена в школе. Можно выполнять исследовательские работы.

Инженеры проекта имеют полный контроль над установкой.

При необходимости, выезжают на ремонт или обслуживание установки

Интернет

31 Коммуникации

Коммуникации

Центральный компьютер

Схема совпадений

Обычная розетка

220

V

Thresh

Электроника детектора

Кабель, соединяющий Детектор и центральный компьютер

Центральная часть электроники

QDC

TDC

LED

HV

Витая пара

(

CAN

)

Запрос

Подтверждение

32 Центральная часть электроники

Центральная часть электроники

ливневой установки.

Центральный компьютер. WinXP

Схема совпадений FreeDOS

Одна такая стойка позволяет обслуживать до 48 детекторов.

33 Данные с детектора

Данные с детектора

(калибровка).

Как одно из заданий для школьников. Спектр сигналов с детектора при регистрации одиночных мюонов космических лучей

34 Школьный проект

Школьный проект

Часть 3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Что (собственно) предлагается для реализации (и в процессе реализации) школьного проекта по изучению широких атмосферных ливней

35 Где размещать

Где размещать

1. Установка вариант 1 (от 500 тыс руб в год) Детекторы нааходятся в МИФИ (или др точке). Вся исследовательская (школьниками) работа осуществляется через Интернет. Ученики получают доступ к настройкам детекторов установки, к файлам выходных данных и данным мониторинга. 2. Установка вариант 2 (минимум 2 млн рублей) Детекторы в ДАННОЙ школе; школьники могут получить полный доступ к настройкам ливневой установки, но при этом установка контролируется (через интернет) инженерами проекта. Размещение детекторов проводится по согласованию со школьной администрацией, пожарной охраной и прочими службами. Возможные варианты размещения: На крыше школы; На территории; В помещении.

36 Учебный процесс

Учебный процесс

3. План занятий Лекции по физике космических лучей (частиц) (3 – 10 часов за учебный год) (проводят инженеры проекта); Лекции об устройстве детектора (упрощенная модель) (3 – 10 часов за учебный год) (проводят инженеры проекта); Лабораторные работы (ученики + инженеры проекта) Самостоятельные работы (ученики) (рефераты, доклады …..) Практическая работа (например: домики для детекторов)

37 Интерес

Интерес

4. Источники финансирования Надо писать заявки в различные фонды или организации. Это могут быть только по направлению ”ОБРАЗОВАНИЕ” или совместные. Техническую часть заявки пишут инженеры проекта, а остальные главы пишутся совместно. 5. Прибыли школы Приобретение школьниками новых знаний и умений Повышение квалификации учителей Дополнительный источник финансирования школы Авторитет школы Отчетный материал Участие в конференциях Поскольку подобные проекты существуют только за границей и эти зарубежные коллективы готовы к сотрудничеству – можно наладить контакты (обмен информацией, опытом). Возможен прием иностранных школьников здесь, и поездки наших школьников и учителей за границу. 6. Прибыли исполнителей (инженеров-физиков) Данный проект рассматривается как пилотный и , в случае его успешного проведения, предполагается глобальное расширение детекторной базы, что позволит получить интересные научные результаты. Дополнительный источник финансирования

38 Участники

Участники

7. Исполнители (инициаторы) Янсон Э.Е. (МИФИ) Богданов А.Г. (МИФИ) 8. Соисполнители Другие сотрудники МИФИ ИФВЭ (Институт Физики Высоких Энергий) (Серпухов) ГСПИ (Государственный Специализированный Проектный Институт) Университет ”Дубна”

«Космические лучи»
http://900igr.net/prezentatsii/astronomija/Kosmicheskie-luchi/Kosmicheskie-luchi.html
cсылка на страницу
Урок

Астрономия

25 тем
Слайды
Презентация: Космические лучи.ppt | Тема: Астрономия | Урок: Астрономия | Вид: Слайды