Zum Nachweis hochenergetischer Teilchen in der Kernphysik benutzt man die sogenannte Blasenkammer. Dies ist ein großer Behälter mit einer Flüssigkeit, die kurz vor dem Sieden ist. Tritt nun ein hochenergetisches Teilchen durch die Flüssigkeit, so bilden sich längs der Teilchenbahn kleine Bläschen, die man sehen kann (vgl. weiße Spuren in der Abbildung).
a)Bei der obigen Aufnahme durchsetzte die Blasenkammer ein starkes Magnetfeld, das in die Papierebene gerichtet war. Welche Ladung hatte das Teilchen, das die auffällige Spiralbahn durchlief?
Hinweis: Das Teilchen bewegt sich entgegen dem Uhrzeigersinn auf der Spirale von außen nach innen.
b)Warum durchlaufen die Teilchen keine Kreisbahn sondern eine Spiralbahn, obwohl doch das Magnetfeld homogen und zeitlich konstant ist?
a)Mit Hilfe der Drei-Finger-Regel kann man entscheiden, dass das Teilchen positiv geladen ist.
Der Daumen zeigt in Bewegungsrichtung des Teilchens.
Der Mittelfinger muss in Richtung der Kraftwirkung, also zum Mittelpunkt der Kreisbahnen zeigen.
Der Zeigefinger zeigt in Richtung des Magnetfeldes, hier also in die Zeichenebene hinein
Das dies korrekt nur mit der rechten Hand ausgeführt werden kann, muss es sich um ein positiv geladenes Teilchen handeln.
b)Bei der Bewegung innerhalb der Flüssigkeit verlieren die Teilchen durch Stöße kinetische Energie, die Geschwindigkeit wird kleiner. Bei gleichbleibendem Magnetfeld führt dies zu immer kleiner werdenden Krümmungsradien.
Analogon: Wenn ein erdnaher Satellit mit äußeren Schichten der Atmosphäre in Berührung kommt verliert er kinetische Energie. Er durchläuft keine Kreis- oder Ellipsenbahn mehr, sondern taucht auf einer immer enger werdenden Spiralbahn in immer dichtere Schichten der Atmosphäre und verglüht.
