Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
1 Принцип действия детектора состоит в том, что на горячей поверхности
вольфрама происходит ионизация молекул, попавших в детектор. Мерой их
количества служит измеряемый иоиный ток, проходящий между разогретой
нитью и дополнительным отрицательно заряженным электродом.- Прим. ред,
121
сечение такого магнита. Зазор ограничен двумя цилиндрическими
поверхностями... Ширина зазора в плоскости симметрии, определяемая осями
дзух цилиндрических поверхностей, составляет 1,0 мм... Ток в 300 А,
проходящий по обмоткам, создает поле свыше 12 000 Гс и градиент в области
зазора около 100 000 Гс/см.
Магнит С имеет обычную конструкцию. Его обмотка содержит 12 витков
медного провода квадратного сече-
Рис. .6.3. Поперечное сечение одного из отклоняющих магнитов и его
обмоток [Phys. Rev., 53 (1938), стр. 386, рис. 2].
ния, со стороной 3/i6 дюйма... Поверхности полюсов, разделенные зазорами
в 'Д дюйма, имеют длину 10 см... Ток, протекающий по возбуждающей
обмотке, создает в зазоре поле 23 Гс/А.
Переменное поле R создается при помощи двух медных трубок толщиной '/в
дюйма и длиной 10 см, по которым ток проходит в противоположных
направлениях. Эти трубки сплющены, что позволяет ввести их в зазор между
полюсами магнита С, причем так, что между трубками остается пространство
около 1 мм, через которое проходит пучок. Плоскость, проходящая через
центры этих трубок, горизонтальна; трубки устанавливаются так, чтобы эта
плоскость совпадала с плоскостями симметрии магнитов А я В. Трубки
поддержи-
122
ваются массивным медным тюбингом, через который к установке подводятся
снаружи электровводы и вода.
Ток, протекающий по трубкам, создает переменное магнитное поле Н\ с
амплитудой около 2 Гс/А. Это поле направлено примерно вертикально и
поэтому почти перпендикулярно полю Но, созданному магнитом С.
Высокочастотные токи в трубках возникают в результате индуктивной связи
между включенным последовательно с трубками витком и катушкой
индуктивности обычного колебательного контура. Частоты, использованные в
наших экспериментах, лежат в диапазоне 0,6-8 МГц, а токи, создающие
переменное поле, могут изменяться в пределах от 0 до 40 А".
Секрет успеха описанного метода заключался в исключительно тщательной
юстировке всей установки. Ограниченный объем книги не позволяет нам
описать все это в подробностях; приведем лишь небольшой отрывок из
работы, который может дать представление о том, как все это происходило.
"При монтаже магнитов в установке следует принять меры для того, чтобы
исключить области слабого и быстро меняющегося поля между магнитами.
Такие области вызывают переходы между квантовыми состояниями и
препятствуют последующей хорошей фокусировке пучка полем магнита В...
Магниты располагаются настолько близко друг к другу, насколько это
позволяют витки обмоток. Кроме того, на обоих концах магнита С и на
концах магнитов А и В, обращенных к магниту С, устанавливаются железные
стержни; это обеспечивает достаточно сильное поле на той части пути
следования молекулярного пучка, где изменения в суммарном магнитном
моменте молекул влияют на их положение в детекторе D...
, Предварительная юстировка магнитов, щелей и де* лектора вдоль одной
прямой проводится оптическим методом во время монтажа установки. Если их
расположение оказывается достаточно хорошим, через установку можно
пропустить пучок и произвести более точную юстировку...
...Поскольку зазоры магнита нельзя наблюдать через телескопическую
систему, предварительная оптическая юстировка осуществляется по
специально расположенным дополнительным элементам. При этом устанавли-
123
ваются направления четырех полей -Л, В, С и радиочастотного, и все зазоры
оказываются расположенными достаточно точно, так чтобы через них проходил
пучок.
В данной конструкции магнит В прочно закрепляется в вакуумной камцре, и
выравнивание вдоль одной линии производится относительно его. Путем
соответствующего перемещения печи, коллиматорной щели и детектора пучок
смещается в такое положение, в котором желательно расположить плоскость
граней магнита А. Затем
3300 3350 3500 3550 3500
Н,Гс
Рис. 6.4 Резонансная кривая для ядер rLi, наблюдаемая в LiCl [Phys. Rev.,
55 (1939), стр. 532, рис. 4].
магнит А передвигается до тех пор, пока его грани, принятые за отсчетные,
не пересекут пучок... Затем пучок перемещается" в желаемое конечное
положение.
При обсуждении принципов данного метода частота возмущения считалась
переменной. Однако, "поскольку усилитель не полностью экранирован от
колебательного контура и поскольку возникающее из-за этого постоянное
смещение гальванометра, подключенного к выходу усилителя, зависит от
частоты, измерялась интенсивность пучка как функция внешнего магнитного
поля Н0, а частота поддерживалась постоянной". Пример получаемой таким
образом кривой (в данном случае для 7Li) показан на рис. 6.4.
"Ввиду того что значение магнитного момента любого ядра вычисляется по
наблюдаемому магнитному полю и измеренной частоте, существенно знать эти
