محمد عريف
03-01-2010, 08:18 PM
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أعضاء المنتدي الكرام
هذا المقال منشور بمجلة العلوم عدد إبريل 2002
فيزياء الجسيمات
قارورة غرفة سحاب(*)
يشرح <Sh. كارلسون> طريقة لرؤية مسارات الجسيمات المشحونة.
عندما يبرد الهواء، فإن بخار الماء الذي يحمله يتكاثف، في آخر الأمر، ليشكل سحابا، لكن العلماء يعرفون منذ زمن بعيد أن الهواء يمكن أن يبرَّد إلى ما دون نقطة الندى المعتادة، من دون أن يحدث مثل هذا التكاثف. ويكمن سر ذلك في إزالة جسيمات الغبار العالقة بالهواء التي تتشكل عليها قطيرات الماء عادة، ويُمكن للهواء المبرَّد عندئذ أن يصبح «فائق التشبع»(1).
وماذا يعني ذلك؟ حسن، لقد اكتشف أحد الفيزيائيين في جامعة كمبردج عام 1896 ويدعى <R.T.C. وِلْسن> أن بعض الجسيمات دون (تحت) الذرية تترك خلفها آثارا مرئية عندما تجتاز أبخرة فائقة التشبع. لماذا؟ لأن الجسيمات تحوّل بعض الذرات المتعادلة (المحايدة) الموجودة في الهواء إلى أيونات مشحونة، تحرض على تشكل القطيرات، على غرار ما يفعل هباء الغبار. وهكذا كان ولسن قادرا على بناء أول «غرفة سحاب» للكشف عن مسارات هذه الجسيمات المسببة للتأين.
عندما كنت تلميذا في المدرسة الثانوية، أمضيت ساعات طوالا مثبطة وأنا أجرب بناء غرف سحاب وأفشل، وكنت حينذاك أطبق تعليمات قرأتها في هذا الباب. ثم أُثير اهتمامي من جديد، عندما كنت في السنة الثانية من دراستي الجامعية، حين لاحظت أن غمامة قد تشكلت عند عنق زجاجة شمپانيا فُتحت لتوها. وبعد ساعتين كنت قد أحَلْت هذه الزجاجة إلى أول غرفة سحاب عاملة. ثم تطور تصميمي منذ ذلك الحين، ولكنه بقي بسيطا تماما ولا يكلف صنعه كثيرا. إن تنفيذ نسخته الحالية يكلف أقل من 30 دولارا لتكوينه كاملا.
يُملأ «المولِّد» (قارورة) بمزيج من الخل والكحول والحبر، ويُعَرّض لضغط وذلك بإضافة صودا الخَبْز (بيكربونات الصودا) إليه. إن ثنائي أكسيد الكربون المنطلق يقسر السائل الملون الموجود في المولد على الخروج والدخول إلى كوب متصل به، حيث يعمل السائل كمكبس يحصر الغاز داخل الكوب. يُسخِّن الانضغاط الهواءَ، ويتسبب في جعله مشبعا ببخار السائل. وبفتح صمام يهبط المكبس المائعي fluid piston، فيخفِّض ضغطَ الهواء ودرجةَ حرارته، الذي بدوره يجعله فائق التشبع.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/18/SCI2002b18N4_H10_002301.jpg
يتحول كوب شرب عادي إلى غرفة سحاب، وهي جهاز يجعل مسارات الجسيمات المشحونة مرئية. تشكل القارورة الپلاستيكية خزانا للخل والكحول والحبر التي تستعمل لتشكيل مكبس مائعي داخل الكوب. إن تحميل المجموعة على قاعدة خشبية مع قامطات خرطوم وقضيب تقوية فولاذي محني (مؤطر) يساعد على الإمساك بالكوب ثابتًا فوق القارورة.
لقد استخدمت قارورة من الپلاستيك سعتها لتر واحد مسطحة الجدران وواسعة الفوهة. أما غطاؤها المستدق قليلا فيدخل بإحكام داخل كوب شرب طويل. وإذا وجدت أن الغطاء يهبط عميقا (بعيدا) داخل الكوب بحيث لا يمكن توصيل القارورة به، اطلب إلى العاملين في متجر محلي لبيع الزجاجيات أن يقصّوا جزءا من حافة الكوب. وقد يكون عليك أن تطلب إليهم أيضا أن يفتحوا ثقبا في قاعدة الكوب لا يكون واقعا في مركزه من أجل تركيب صنبور ـ أو اصنع الثقب بنفسك. وقد تفاجأ بأن ثَقْب الزجاج بمثقب ليس صعبا. يكفيك أن تحدث عدة أثلام في نهاية قطعة من أنبوب نحاسي، ثم تركب القطعة في ظرف مثقب كهربائي، وتدير طرفها المثلّم فوق الزجاج وأنت تغسل السطح بمزيج من الماء ومسحوق الكربورندوم (كربيد السيليكون) رقم 120. طبق ضغطا خفيفا ولكنه ثابت؛ ومن الأفضل استعمال ثقّابة ضغطية، لكن العملية يمكن إجراؤها باستخدام مثقب كهربائي يُحمل باليد. ضع واقيات عيون مناسبة (كما هي العادة عندما تستعمل أدوات كهربائية) والبس قفازات، تحسبا من تحطم الزجاج وتناثره.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/18/SCI2002b18N4_H10_002302.jpg
يتم تشكيل النوافذ اللازمة لمعاينة آثار الجسيمات وضبط مستوى السائل بوضع شريط لاصق على الكوب قبل رشه بدهان أسود.
ولكن شيئا قد يحدث، وإن كان مستبعدا، وهو أن كوبك قد ينكسر عندما يخضع للضغط، لذلك ينبغي لك أن تضع النظارات الواقية أثناء كل تجريب. ويمكنك أن تضيف عامل أمان آخر بأن تكسو الكوب بطبقة من الپلاستيك، علما بأن الشركة Ace Glass في ڤاينلاند ـ نيوجرسي (رقم الهاتف 4524-223-800 أو3333-692-856) تبيع طلاء پلاستيكيا خاصا (رقمه في الكتالوگ10-13100) مصمما لحفظ شظايا الزجاج مع بعضها في حالة حدوث كارثة. وثمن نصف اللتر من الطلاء يعادل 30 دولارا تقريبا.
وعندما يجف الطلاء الواقي تماما، مرِّر وصلة الربط البرونزية الملولبة في ثقب القاعدة الجانبي، والحمها بعناية مستخدما الأسمنت السيليكوني المستعمل للأحواض المائية، وثبتها بحلقة (فلكة) washer وعزقة (صامولة) وأضف الصنبور. ثم ابحث عن مغانط خزفية صغيرة (يحتوي الرقم 1883-64من كتالوگ محلات راديو شاك على خمسة مغانط من هذا النوع)، وأَلْصِق واحدا منها داخل الكوب في وسط الجزء العلوي مستخدما الأسمنت السيليكوني.
بعد ذلك أحضر قطعة قصيرة من أنبوب PVC، على أن يكون قطرها الخارجي أصغر قليلا من فوهة القارورة. افتح ثقبا في الغطاء يتسع للأنبوب الذي يجب أن يصل إلى الأسفل، مرتفعا فوق القعر مسافة سنتيمترين تقريبا. صمّغ الطرف العلوي داخل ثقب الغطاء. ثم ألْصِق حجابا پلاستيكيا شبكيا (مما يوضع على النوافذ لمنع دخول البعوض) عبر الجزء العلوي من الأنبوب. تقلل عيون الشبكة الاضطرابَ داخل السائل وبالتالي تقلِّل الاضطرابَ في الهواء داخل الغرفة. ثبِّت الحجاب برباط مصنوع من النايلون. افتح ثقبا صغيرا في مركز الحجاب (سوف تحتاج إلى هذه الفتحة للوصول إلى الغرفة). وأخيرا صمّغ الغطاء بالكوب باستعمال كمية كبيرة من الأسمنت السيليكوني، واربط الصنبور السفلي مثلما فعلت بالنسبة إلى الصنبور العلوي.
والآن ضع قطعتين من شريط لاصق حول الجزء الأكبر من محيط الكوب، في موضع يبعد عن القاعدة بضعة سنتيمترات. ضع قطعة ثالثة من الشريط اللاصق رأسيا على أحد جوانب الكوب. ثم رُشَّ الكوب بدهان أسود كامد (غير لماع) لتحسين التباين وتسهيل رؤية آثار مسارات الجسيمات. يمكنك الآن إحداث منافذ للرؤية بنزع الشريط اللاصق. ولكي تراقب تغير مستوى المائع، خذ صورة بالناسخة الضوئية لمسطرة مدرجة، وألْصِق التدريج الورقي الحاصل على جانب النافذة الرأسية.
إن إضافة صودا الخَبْز إلى السائل بعد أن يكون قد تم إحكام سد كل شيء، هي أبسط بكثير مما تتصور. يكفي أن تلصق بالإيپوكسي مغنطيسا خزفيا داخل كيس صغير مصنوع من مقدَّم جورب من جوارب النايلون. وأقترح أن تبدأ بإضافة 2.5 مليلتر (نحو نصف ملعقة شاي) من صودا الخَبْز في الكيس، ولكنك ربما تحتاج إلى تعديل هذه الكمية لضبطها، بعد عدة مرات من التجريب والخطأ. ضع صودا الخَبْز فوق قطعة من منشفة ورقية، وأدخل هذا الحامل البديل المؤقت داخل الكيس. ثبت الكيس تحت عنق القارورة مستخدما مغنطيسين موضوعين خارج القارورة، وعندما تزيح المغانط الخارجية تتحرر صودا الخبز إلى داخل المحلول. وقد أدخلت ما قد يبلغ خمسة أكياس دفعة واحدة، حتى يمكنني تكرار التجربة دون فتح القارورة.
امزج لترا من الخل المقطر في لتر من الكحول الأيزوپروپيلي (المركّز إلى أعلى درجة يمكنك الحصول عليها)، ثم رُش بعض الحبر في الداخل، وهو، مثل الدهان الأسود المرشوش، يعمل على جعل رؤية الآثار أسهل، ثم أضف إلى ذلك مليلترين من الملح. املأ قارورة المولد بهذا المحلول إلى ما يقرب سنتيمترًا واحدًا من أكياس النايلون. افتح الصنبور العلوي وأغلق غرفة السحاب الزجاجية بإحكام بشدها تماما. للحصول على إغلاق محكم ضد الضغط، قد تحتاج إلى تغطية سن اللولب بشريط من التفلون أو بهلام البترول. أدخل المجموعة بكاملها في موضعها الحامل. افتح الآن الصنبورين معا وقم بالامتصاص من الأنبوب إلى أن يملأ السائل غرفة السحاب إلى نحو نصفها ثم أغلق الصنبورين.
ضع ضوءا ساطعا في أحد جانبي منفذ رؤيتك. وأسقِطْ كيسا من صودا الخبز في الداخل وراقب مستوى المائع داخل غرفة السحاب، مخفِّضا الضغط باستعمال الصنبور السفلي عندما ترتفع نسبة الانضغاط فوق 1.33 تقريبا. (إذا قلَّت نسبة الانضغاط عن 1.25 لا يمكن لآثار المسارات أن تتجسد وتُرى، أما إذا زادت على 1.38 فتتشكل سحابة كثيفة وتحجب كل شيء). انتظر دقيقة أو نحو ذلك ثم افتح وبسرعة نفس ذلك الصنبور فتحا كاملا.
لا تظهر آثار مسارات الجسيمات إلا أثناء الفترة القصيرة التي تلي ذلك، ولهذا لا تتوفر فرص جيدة أبدا لرؤية شعاع كوني شارد. لكن مصدرا قويا لأشعة ألفا (نوى غاز الهليوم) أو لأشعة بيتا (إلكترونات) يوفر منظرا مرضيا ويفي بالغرض بصورة أكبر. تولِّد جسيمات ألفا آثارا قصيرة لمساراتها، في حين تولد جسيمات بيتا آثارا أطول. يمكنك الحصول من جمعية هواة العلم (SAS) على مصدرين لأشعة ألفا وأشعة بيتا يناسبان هذا المشروع.
أَلْصِق المصدر المشع بالإيپوكسي في رأس مسمار ذي رأس كبير مسطح. ارفع هذه المجموعة عبر الثقب الموجود في الحجاب الشبكي إلى داخل غرفة السحاب، مستخدما قشة مص الشراب، ثم أَلْصِق رأس المسمار بالمغنطيس الموجود في قمة الكوب. وبهذه الطريقة يبقى المصدر محمولا في مكانه بأمان، إلى أن تقرر الاستعاضة عنه بواحد آخر.
وعلى الرغم من أن غرفَتِي السحابية سهلة التركيب، فإن فيها عيوبا ولها حدودا؛ فالجودة البصرية لمعظم أكواب الشرب ضعيفة، مما قد يجعل من الصعب رؤية آثار المسارات. كما أن إعادة تحميل الجهاز بأكياس صودا الخَبْز تعد أمرا مملا. وهكذا، وعلى الرغم من فشل محاولاتي وأنا في سن المراهقة فقد تفكر أنت في تصاميم أخرى من هذا النوع، سبق أن قُدِّمت في باب «هواة العلم»(2). وقد يرغب بعض صانعي غرف السحاب المحتملين بالتفكير فيما يدعى بغرف السحاب الانتثارية (المشروحة في باب «هواة العلم»(3) )، والتي تحتاج إلى شيء أكثر من الجليد الجاف والكحول ـ أي الكحول الإيزوپروپيلي، وليس إلى الشمپانيا. ▪
توفر جمعية هواة العلم (SAS) لهذا المشروع مجموعة تحتوي على مصدرين أحدهما لأشعة ألفا والآخر لأشعة بيتا بتكلفة قدرها 35 دولارا. ولكي توصي على الطلبية اتصل بالهاتف 7800-823-401. ويمكنك الكتابة إلى الجمعية على العنوان: 5600 Post Road, Suite 114-341 East Greenwich RI 02818، ولكي تشارك في مناقشة حول هذا المشروع، يمكنك تصفح العنوان: www.sas.org (http://www.sas.org/) والضغط على زر “Forum”. وللحصول على معلومات بشأن قرص الـ CD الجديد، الذي يحتوي على جميع المقالات المنشورة في هذا الباب (أكثر من 800 مقالة في المجموع)، اتصل بالموقع: www.tinkersguild.com (http://www.tinkersguild.com/) أو بالهاتف رقم 4255-875-888 .
(*)A Canteen Cloud Chamber
(1)superssaturated
(2) [انظر عددي الشهرين 4، 12 للعام 1956 من مجلة ساينتفيك أمريكان].
(3) [انظر عدد الشهر 9 للعام 1952 و عدد الشهر 6 للعام 1959 من مجلة ساينتفيك أمريكان].
أعضاء المنتدي الكرام
هذا المقال منشور بمجلة العلوم عدد إبريل 2002
فيزياء الجسيمات
قارورة غرفة سحاب(*)
يشرح <Sh. كارلسون> طريقة لرؤية مسارات الجسيمات المشحونة.
عندما يبرد الهواء، فإن بخار الماء الذي يحمله يتكاثف، في آخر الأمر، ليشكل سحابا، لكن العلماء يعرفون منذ زمن بعيد أن الهواء يمكن أن يبرَّد إلى ما دون نقطة الندى المعتادة، من دون أن يحدث مثل هذا التكاثف. ويكمن سر ذلك في إزالة جسيمات الغبار العالقة بالهواء التي تتشكل عليها قطيرات الماء عادة، ويُمكن للهواء المبرَّد عندئذ أن يصبح «فائق التشبع»(1).
وماذا يعني ذلك؟ حسن، لقد اكتشف أحد الفيزيائيين في جامعة كمبردج عام 1896 ويدعى <R.T.C. وِلْسن> أن بعض الجسيمات دون (تحت) الذرية تترك خلفها آثارا مرئية عندما تجتاز أبخرة فائقة التشبع. لماذا؟ لأن الجسيمات تحوّل بعض الذرات المتعادلة (المحايدة) الموجودة في الهواء إلى أيونات مشحونة، تحرض على تشكل القطيرات، على غرار ما يفعل هباء الغبار. وهكذا كان ولسن قادرا على بناء أول «غرفة سحاب» للكشف عن مسارات هذه الجسيمات المسببة للتأين.
عندما كنت تلميذا في المدرسة الثانوية، أمضيت ساعات طوالا مثبطة وأنا أجرب بناء غرف سحاب وأفشل، وكنت حينذاك أطبق تعليمات قرأتها في هذا الباب. ثم أُثير اهتمامي من جديد، عندما كنت في السنة الثانية من دراستي الجامعية، حين لاحظت أن غمامة قد تشكلت عند عنق زجاجة شمپانيا فُتحت لتوها. وبعد ساعتين كنت قد أحَلْت هذه الزجاجة إلى أول غرفة سحاب عاملة. ثم تطور تصميمي منذ ذلك الحين، ولكنه بقي بسيطا تماما ولا يكلف صنعه كثيرا. إن تنفيذ نسخته الحالية يكلف أقل من 30 دولارا لتكوينه كاملا.
يُملأ «المولِّد» (قارورة) بمزيج من الخل والكحول والحبر، ويُعَرّض لضغط وذلك بإضافة صودا الخَبْز (بيكربونات الصودا) إليه. إن ثنائي أكسيد الكربون المنطلق يقسر السائل الملون الموجود في المولد على الخروج والدخول إلى كوب متصل به، حيث يعمل السائل كمكبس يحصر الغاز داخل الكوب. يُسخِّن الانضغاط الهواءَ، ويتسبب في جعله مشبعا ببخار السائل. وبفتح صمام يهبط المكبس المائعي fluid piston، فيخفِّض ضغطَ الهواء ودرجةَ حرارته، الذي بدوره يجعله فائق التشبع.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/18/SCI2002b18N4_H10_002301.jpg
يتحول كوب شرب عادي إلى غرفة سحاب، وهي جهاز يجعل مسارات الجسيمات المشحونة مرئية. تشكل القارورة الپلاستيكية خزانا للخل والكحول والحبر التي تستعمل لتشكيل مكبس مائعي داخل الكوب. إن تحميل المجموعة على قاعدة خشبية مع قامطات خرطوم وقضيب تقوية فولاذي محني (مؤطر) يساعد على الإمساك بالكوب ثابتًا فوق القارورة.
لقد استخدمت قارورة من الپلاستيك سعتها لتر واحد مسطحة الجدران وواسعة الفوهة. أما غطاؤها المستدق قليلا فيدخل بإحكام داخل كوب شرب طويل. وإذا وجدت أن الغطاء يهبط عميقا (بعيدا) داخل الكوب بحيث لا يمكن توصيل القارورة به، اطلب إلى العاملين في متجر محلي لبيع الزجاجيات أن يقصّوا جزءا من حافة الكوب. وقد يكون عليك أن تطلب إليهم أيضا أن يفتحوا ثقبا في قاعدة الكوب لا يكون واقعا في مركزه من أجل تركيب صنبور ـ أو اصنع الثقب بنفسك. وقد تفاجأ بأن ثَقْب الزجاج بمثقب ليس صعبا. يكفيك أن تحدث عدة أثلام في نهاية قطعة من أنبوب نحاسي، ثم تركب القطعة في ظرف مثقب كهربائي، وتدير طرفها المثلّم فوق الزجاج وأنت تغسل السطح بمزيج من الماء ومسحوق الكربورندوم (كربيد السيليكون) رقم 120. طبق ضغطا خفيفا ولكنه ثابت؛ ومن الأفضل استعمال ثقّابة ضغطية، لكن العملية يمكن إجراؤها باستخدام مثقب كهربائي يُحمل باليد. ضع واقيات عيون مناسبة (كما هي العادة عندما تستعمل أدوات كهربائية) والبس قفازات، تحسبا من تحطم الزجاج وتناثره.
http://www.oloommagazine.com/images/Articles/18/SCI2002b18N4_H10_002302.jpg
يتم تشكيل النوافذ اللازمة لمعاينة آثار الجسيمات وضبط مستوى السائل بوضع شريط لاصق على الكوب قبل رشه بدهان أسود.
ولكن شيئا قد يحدث، وإن كان مستبعدا، وهو أن كوبك قد ينكسر عندما يخضع للضغط، لذلك ينبغي لك أن تضع النظارات الواقية أثناء كل تجريب. ويمكنك أن تضيف عامل أمان آخر بأن تكسو الكوب بطبقة من الپلاستيك، علما بأن الشركة Ace Glass في ڤاينلاند ـ نيوجرسي (رقم الهاتف 4524-223-800 أو3333-692-856) تبيع طلاء پلاستيكيا خاصا (رقمه في الكتالوگ10-13100) مصمما لحفظ شظايا الزجاج مع بعضها في حالة حدوث كارثة. وثمن نصف اللتر من الطلاء يعادل 30 دولارا تقريبا.
وعندما يجف الطلاء الواقي تماما، مرِّر وصلة الربط البرونزية الملولبة في ثقب القاعدة الجانبي، والحمها بعناية مستخدما الأسمنت السيليكوني المستعمل للأحواض المائية، وثبتها بحلقة (فلكة) washer وعزقة (صامولة) وأضف الصنبور. ثم ابحث عن مغانط خزفية صغيرة (يحتوي الرقم 1883-64من كتالوگ محلات راديو شاك على خمسة مغانط من هذا النوع)، وأَلْصِق واحدا منها داخل الكوب في وسط الجزء العلوي مستخدما الأسمنت السيليكوني.
بعد ذلك أحضر قطعة قصيرة من أنبوب PVC، على أن يكون قطرها الخارجي أصغر قليلا من فوهة القارورة. افتح ثقبا في الغطاء يتسع للأنبوب الذي يجب أن يصل إلى الأسفل، مرتفعا فوق القعر مسافة سنتيمترين تقريبا. صمّغ الطرف العلوي داخل ثقب الغطاء. ثم ألْصِق حجابا پلاستيكيا شبكيا (مما يوضع على النوافذ لمنع دخول البعوض) عبر الجزء العلوي من الأنبوب. تقلل عيون الشبكة الاضطرابَ داخل السائل وبالتالي تقلِّل الاضطرابَ في الهواء داخل الغرفة. ثبِّت الحجاب برباط مصنوع من النايلون. افتح ثقبا صغيرا في مركز الحجاب (سوف تحتاج إلى هذه الفتحة للوصول إلى الغرفة). وأخيرا صمّغ الغطاء بالكوب باستعمال كمية كبيرة من الأسمنت السيليكوني، واربط الصنبور السفلي مثلما فعلت بالنسبة إلى الصنبور العلوي.
والآن ضع قطعتين من شريط لاصق حول الجزء الأكبر من محيط الكوب، في موضع يبعد عن القاعدة بضعة سنتيمترات. ضع قطعة ثالثة من الشريط اللاصق رأسيا على أحد جوانب الكوب. ثم رُشَّ الكوب بدهان أسود كامد (غير لماع) لتحسين التباين وتسهيل رؤية آثار مسارات الجسيمات. يمكنك الآن إحداث منافذ للرؤية بنزع الشريط اللاصق. ولكي تراقب تغير مستوى المائع، خذ صورة بالناسخة الضوئية لمسطرة مدرجة، وألْصِق التدريج الورقي الحاصل على جانب النافذة الرأسية.
إن إضافة صودا الخَبْز إلى السائل بعد أن يكون قد تم إحكام سد كل شيء، هي أبسط بكثير مما تتصور. يكفي أن تلصق بالإيپوكسي مغنطيسا خزفيا داخل كيس صغير مصنوع من مقدَّم جورب من جوارب النايلون. وأقترح أن تبدأ بإضافة 2.5 مليلتر (نحو نصف ملعقة شاي) من صودا الخَبْز في الكيس، ولكنك ربما تحتاج إلى تعديل هذه الكمية لضبطها، بعد عدة مرات من التجريب والخطأ. ضع صودا الخَبْز فوق قطعة من منشفة ورقية، وأدخل هذا الحامل البديل المؤقت داخل الكيس. ثبت الكيس تحت عنق القارورة مستخدما مغنطيسين موضوعين خارج القارورة، وعندما تزيح المغانط الخارجية تتحرر صودا الخبز إلى داخل المحلول. وقد أدخلت ما قد يبلغ خمسة أكياس دفعة واحدة، حتى يمكنني تكرار التجربة دون فتح القارورة.
امزج لترا من الخل المقطر في لتر من الكحول الأيزوپروپيلي (المركّز إلى أعلى درجة يمكنك الحصول عليها)، ثم رُش بعض الحبر في الداخل، وهو، مثل الدهان الأسود المرشوش، يعمل على جعل رؤية الآثار أسهل، ثم أضف إلى ذلك مليلترين من الملح. املأ قارورة المولد بهذا المحلول إلى ما يقرب سنتيمترًا واحدًا من أكياس النايلون. افتح الصنبور العلوي وأغلق غرفة السحاب الزجاجية بإحكام بشدها تماما. للحصول على إغلاق محكم ضد الضغط، قد تحتاج إلى تغطية سن اللولب بشريط من التفلون أو بهلام البترول. أدخل المجموعة بكاملها في موضعها الحامل. افتح الآن الصنبورين معا وقم بالامتصاص من الأنبوب إلى أن يملأ السائل غرفة السحاب إلى نحو نصفها ثم أغلق الصنبورين.
ضع ضوءا ساطعا في أحد جانبي منفذ رؤيتك. وأسقِطْ كيسا من صودا الخبز في الداخل وراقب مستوى المائع داخل غرفة السحاب، مخفِّضا الضغط باستعمال الصنبور السفلي عندما ترتفع نسبة الانضغاط فوق 1.33 تقريبا. (إذا قلَّت نسبة الانضغاط عن 1.25 لا يمكن لآثار المسارات أن تتجسد وتُرى، أما إذا زادت على 1.38 فتتشكل سحابة كثيفة وتحجب كل شيء). انتظر دقيقة أو نحو ذلك ثم افتح وبسرعة نفس ذلك الصنبور فتحا كاملا.
لا تظهر آثار مسارات الجسيمات إلا أثناء الفترة القصيرة التي تلي ذلك، ولهذا لا تتوفر فرص جيدة أبدا لرؤية شعاع كوني شارد. لكن مصدرا قويا لأشعة ألفا (نوى غاز الهليوم) أو لأشعة بيتا (إلكترونات) يوفر منظرا مرضيا ويفي بالغرض بصورة أكبر. تولِّد جسيمات ألفا آثارا قصيرة لمساراتها، في حين تولد جسيمات بيتا آثارا أطول. يمكنك الحصول من جمعية هواة العلم (SAS) على مصدرين لأشعة ألفا وأشعة بيتا يناسبان هذا المشروع.
أَلْصِق المصدر المشع بالإيپوكسي في رأس مسمار ذي رأس كبير مسطح. ارفع هذه المجموعة عبر الثقب الموجود في الحجاب الشبكي إلى داخل غرفة السحاب، مستخدما قشة مص الشراب، ثم أَلْصِق رأس المسمار بالمغنطيس الموجود في قمة الكوب. وبهذه الطريقة يبقى المصدر محمولا في مكانه بأمان، إلى أن تقرر الاستعاضة عنه بواحد آخر.
وعلى الرغم من أن غرفَتِي السحابية سهلة التركيب، فإن فيها عيوبا ولها حدودا؛ فالجودة البصرية لمعظم أكواب الشرب ضعيفة، مما قد يجعل من الصعب رؤية آثار المسارات. كما أن إعادة تحميل الجهاز بأكياس صودا الخَبْز تعد أمرا مملا. وهكذا، وعلى الرغم من فشل محاولاتي وأنا في سن المراهقة فقد تفكر أنت في تصاميم أخرى من هذا النوع، سبق أن قُدِّمت في باب «هواة العلم»(2). وقد يرغب بعض صانعي غرف السحاب المحتملين بالتفكير فيما يدعى بغرف السحاب الانتثارية (المشروحة في باب «هواة العلم»(3) )، والتي تحتاج إلى شيء أكثر من الجليد الجاف والكحول ـ أي الكحول الإيزوپروپيلي، وليس إلى الشمپانيا. ▪
توفر جمعية هواة العلم (SAS) لهذا المشروع مجموعة تحتوي على مصدرين أحدهما لأشعة ألفا والآخر لأشعة بيتا بتكلفة قدرها 35 دولارا. ولكي توصي على الطلبية اتصل بالهاتف 7800-823-401. ويمكنك الكتابة إلى الجمعية على العنوان: 5600 Post Road, Suite 114-341 East Greenwich RI 02818، ولكي تشارك في مناقشة حول هذا المشروع، يمكنك تصفح العنوان: www.sas.org (http://www.sas.org/) والضغط على زر “Forum”. وللحصول على معلومات بشأن قرص الـ CD الجديد، الذي يحتوي على جميع المقالات المنشورة في هذا الباب (أكثر من 800 مقالة في المجموع)، اتصل بالموقع: www.tinkersguild.com (http://www.tinkersguild.com/) أو بالهاتف رقم 4255-875-888 .
(*)A Canteen Cloud Chamber
(1)superssaturated
(2) [انظر عددي الشهرين 4، 12 للعام 1956 من مجلة ساينتفيك أمريكان].
(3) [انظر عدد الشهر 9 للعام 1952 و عدد الشهر 6 للعام 1959 من مجلة ساينتفيك أمريكان].