Bau einer Diffusions-Nebelkammer — Chemie

Allgemeine Hinweise zum Experimentieren und Disclaimer beachten!

EINLEITUNG

Eine Nebelkammer ist ein einfacher Detektor, mit dem sich Spuren von hindurchfliegenden Teilchen sichtbar machen lassen. In unserem Shop bieten wir Ihnen an eine Nebelkammer zu erwerben, damit Sie auch selbst kosmische und radioaktive Teilchen sichtbar machen können.

SCHWIERIGKEITSGRAD

Demonstrationsexperiment - leicht

CHEMIKALIEN

Trockeneis-Platte
Isopropanol (80%)

MATERIALIEN

Low-Cost Diffusions-Nebelkammer

HINWEIS

Nebelkammern können rein mit natürlich vorkommender Hintergrundstrahlung betrieben werden. Der Einsatz radioaktiver Präparate wird nicht empfohlen.

DURCHFÜHRUNG

Trockeneis vorbereiten: In die Styroporbox kommt eine Trockeneis-Platte - die Aluplatte wird auf das Trockeneis gelegt. Wichtig ist, dass sie überall damit in Kontakt kommt, um gleichmäßig abkühlen zu können.
Alkohol einfüllen: Anschließend wird der Filz mit Isopropanol getränkt, bis er vollgesogen ist. Überschüssigen Alkohol lässt man abtropfen. Die Box wird mit der Öffnung nach unten auf die Aluplatte gestellt.
Äquilibrierung der Nebelkammer: in den nächsten 5-10 min sollte der Versuchsaufbau nicht bewegt oder geöffnet werden. So wird verhindert, dass Luft hineingelangt.
Spuren beobachten: Im abgedunkelten Raum wird die Nebelkammer von der Seite mit einerTaschenlampe beleuchtet. Wenn Tröpfchen, die in Richtung Boden fallen, erkennbar sind, ist die Nebelkammer bereit. Nun sollten mehrmals pro Minute feine weiße Spuren im Nebel zu erkennen sein.

ENTSORGUNG

Isopropanol lässt man im Abzug verdunsten. Mit überschüssigem Trockeneis können andere Experimente durchgeführt werden, ansonsten lässt man es an einem gut belüfteten Ort sublimieren.

ERKLÄRUNG

Der Alkohol verdunstet, bis die Luft im Inneren der Kammer mit Alkoholdampf gesättigt ist. Ein Gasvolumen kann bei einer bestimmten Temperatur nur eine begrenzte Menge Flüssigkeit aufnehmen; je höher die Temperatur ist, desto mehr Flüssigkeit kann vom Gas gehalten werden. Das Trockeneis kühlt den unteren Teil der Kammer stark ab, sodass der Alkoholdampf in diesem Bereich wieder kondensieren müsste. Da jedoch keine Kondensationskeime vorhanden sind, geht der Alkoholdampf in einen übersättigten Zustand über; das heißt, die Luft enthält mehr Alkoholdampf, als für diese Temperatur normal ist. Fliegt nun ein elektrisch geladenes Teilchen durch die übersättigte Schicht, erzeugt es zahlreiche Ionen entlang der Flugbahn. An diesen Ionen kann der Alkoholdampf kondensieren, sodass sichtbare Spuren aus Alkoholtröpfchen entstehen.