Устройство для наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии Советский патент 1987 года по МПК G01T5/10 

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано в методике ядерной фотоэмульсии при исследовании короткожи- вущих элементарных частиц.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства при наблюдении следов частиц р ядерной фотоэмульсии нутем устранения оиерации перефокусировки но глубине.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство для наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии содержит систему 1 формирования пучка света, собирающую цилиндрическую линзу 2, призму 3 с углом 90° системы формирования пучка све- та, ядерную фотоэмульсию 4, призму 5 с углом 90° об1 ектива микроскопа, объектив 6 микроскопа, окуляр 7 микроскопа и систему 8 перемещения ядерной фотоэмульсии.

Лучи света из системы 1 формирования пуска света проходят через собирающую цилиндрическую линау 2, входят в призму 3 с углом 90° системы формирования пучка света и преврап1,аются в ленточный пучок в области ядерной фотоэмульсии 4. Лучи света, дифрагированные на проявленных зернах серебра в ядерной фотоэмульсии под углами вплоть до (где Л 0,6 мкм, а 0,5 мкм), т. е. до ,2 радиан, эффективно попадают в апертуру микроскопа, пройдя через призму 5 с углом 90°, которая на- ходится в иммерсионном контакте с ядерной фотоэмульсией 4 и фронтальной линзой объектива 6 микроскопа. При помощи окуляра 7 микроскопа наблюдают увеличенные изображения зерен серебра, которые попали в ленточный пучок света. Прямые лучи света входят в физ.му 5 с уг.. юм 90° и далее выходят без преломления в воздух.

Протяженпость ленточного пучка света в области пересечения его слоя ядерной фотоэмульсией составляет по длине t h, где h - толщина слоя ядерной фотоэ.муль- сии. Для h 0,2 мм ,3 мм. Эта величина Е. онределяет толщину ленточного пучка

AZ (AZ 6 мкм). Ленточный пучок такой толщины находится в области резкого изображения микроскопа, если числовая апертура А объектива равна 0,4, а разрешение ,8 мкм. В предлагаемом устройстве проблема глубины резкости изображения таким образом снимается.

Устройство для наблюдения следов час- тиц в ядерной фотоэмульсии работает следующим образом.

Включают систему 1 формирования пучка света. Вводят в иммерсионный контакт с верхним слоем ядерной фотоэмульсии призму 3 с углом 90° системы формирования пучка света, призму 5 с углом 90° вводят в иммерсионный контакт с нижним слоем

5

10

0 о 5

5

0

З

0

5

ядерной фотоэмульсии 4 и фронтальной линзой объектива 6 микроскопа. При помощи окуляра 7 микроскопа наводят на фокус увеличенное изображение следов частиц в ленточной освещенной области. При помощи системы 8 перемещения ядерной фотоэмульсии ведут наблюдение следов частиц в различных участках ядерной фотоэмульсии 4. Юстировку и наводку на фокус проводят только один раз перед началом наблюдений и в процессе просмотра эти операции не повторяют.

Пример. Диаметр пучка света от лазера равен 2 мм. Собирающ,ая цилиндрическая линза 2 имеет фокусное расстояние 20 мм и расположена на расстоянии 20 м.м от ядерной фотоэмульсии. Размеры малых граней призмы типа АР-90° равны 8 X 8 мм 2. Диаметр фронтальной линзы объектива микроскопа равен 6 мм. Расстояние между объективом и окуляро.м 250 мм.

В предлагаемом устройстве полностью устранена трудое.мкая операция перефокусировки по глубине. Это не только повышает скорость ручного просмотра, но также обеспечивает возможность автоматизации процесса наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии. Особенно высокое быстродействие может быть достигнуто при поиске прямых следов частиц заданной ориентации. В этом случае ядерную фотоэмульсию ориентируют так, чтобы искомые прямые следы частиц заданной ориентации шли параллельно ленточному пучку света. При попадании такого следа частицы в освещенную область в апертуру объектива микроскопа попадает избыточный дифрагированный свет от 150 зерен серебра, образующих прямой след частицы длиной 0,5 .мм. Чтобы получить отпошение C/UJ 2:1, можно допустить, что в освещенной области находится около Ю зерен серебра. В реальной ядерной фотоэмульсии интенсивность фоновой засветки существенно .меньше. Кро.ме того в устройстве повышено быстродействие процесса наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии. Особенно высокий эффект можно ожидать при наблюдении прямых следов частиц заданной ориентации.

Оценка коэффициента повышения быстродействия для этой задачи.

Пусть V - скорость перемещения ядер- пой фотоэмульсии. Путь, проходимый каждым зерном через ленточную освещенную область, равен , а время пребывания в ленточной освещенной области At V2-AZ/V. Частота следования кадров при считывании информации линейкой ПЗС (прибора с зарядовой связью) f . Это значит, что At;f 1, или . Отсюда для AZ 6-10 .м.м получают V 10 мм/с. Скорость прос.мотра при щирине ленточной области освещения 0,5 .мм составит 5 м.

или раз больше скорости ручного просмотра, равной 4-10 мм2/с.

Формула изобретения

Устройство для наблюдения следов частиц в ядерной фотоэмульсии, содержащее систему формирования нучка света, систему перемещения ядерной фотоэмульсии, микроскоп из объектива и окуляра, установленный с возможностью перемещения относительно ядерной фотоэмульсии, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при наблюдении следов частиц в ядерной фотоэмульсии за счет устранения операции перефокусировки по глубине, система формирования пучка света содержит собирающую цилиндрическую линзу и

призму с углом 90, микроскоп, а также призму с углом 90°, при этом оптическая ось системы формирования пучка света образует острый угол с плоскостью ядерной фотоэмульсии, оптическая ось микроскопа перпендикулярна плоскости симметрии системы формирования пучка света после собирающей цилиндрической линзы, направляющая собирающей цилиндрической линзы параллельна плоскости ядерной фотоэмульсии и перпендикулярна оптической оси системы формирования пучка света, призма с углом 90° системы формирования пучка света находится в иммерсионном контакте с верхним слоем ядерной фотоэмульсии, а 5 призма с углом 90 микроскопа находится в иммерсионном контакте с нижним слоем ядерной фотоэмульсии и фронтальной линзой объектива микроскопа.

0

Составитель С. Кондратенко

Редактор Л. ПчолинскаяТехред И. ВересКорректор И. Эрдейи

Заказ 5272/46Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц и может быть использовано в методике ядерной фотоэмульсии при исследовании короткоживущих элементарных частиц. Цель изобретения - повышение быстродействия при наблюдении следов частиц в ядерной фотоэмульсии за счет устранения операции перефокусировки по глубине. Устройство имеет систем у формирования пучка света, содер- жаш,ую цилиндрическую линзу. В иммерсионный контакт с ядерной фотоэмульсией введены две рризмы с углом 90° для верхнего и нижнего слоев, чем обеспечивается ленточный пучок света в области пересечения его с фотоэмульсией. Устройство содержит также систему перемешення ядерной фотоэмульсии, микроскоп из объектива и окуляра. Оптическая ось системы формирования света образует острый угол с плоскостью фотоэмульсии, а оптическая ось микроскопа перпендикулярна оси формирования света. 1 ил. (Л со СП ГчЭ 4 СО о