Практика ИДЗ / фомнэ8

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина)

Кафедра Микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры (МИТ)

ДЗ № 8

По дисциплине «ФОМНЭ»

Вариант № 4

Выполнил студент гр. фыв		фыв
Преподаватель Доцент кафедры МИТ		фыв

Санкт-Петербург

фыв

Задание: 

1. Рассчитать длину пробега электрона с энергией 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000 и 10000 эВ в материалах мишени М₁ и М₂. Постройте график используя логарифмический масштаб. Сравните длину пробега электрона в материалах мишени и обоснуйте почему одна больше другой. Сделайте выводы.

2. Найдите коэффициент отражения электронов для заданных материалов мишеней. Что определяет коэффициент отражения. От какого физического свойства материала зависит коэффициент отражения. Сделайте выводы.

№	Фамилия	M1	M2
4	фыв	Pb	Nb

Таблица 1 – Исходные данные

Формулы, использованные для расчёта:

, где Е — энергия электрона в кэВ, А — атомная масса мишени в г/моль, ρ — плотность мишени в г/см3, Z – атомный номер мишени.

— формула коэффициента отражения, где Z – атомный номер мишени.

Решение:

А) Расчет длины пробега электрона для Pb: [A=207,2 г/моль, Z=82,

𝜌 = 11,35 г/см³]:

E, кэВ	0,1	0,2	0,5	1	2	5	10
R, нм	0,214	0,681	3,149	10,021	31,889	147,299	468,729

Б) Расчет длины пробега электрона для Nb: [A=92,9 г/моль, Z=41,

𝜌 = 8,57 г/см³]

E, кэВ	0,1	0,2	0,5	1	2	5	10
R, нм	0,236	0,749	3,463	11,019	35,067	161,979	515,441

Рисунок 1. Зависимость R=R(E) для Pb (синяя) и Nb (желтая).

2. Найдём коэффициент отражения электронов для заданных материалов мишеней.

А) Для Pb [Z=82]:

Б) Для Nb [Z=41]:

Вывод:

В ходе выполнения работы были исследованы длина пробега электрона и его коэффициент отражения в мишенях из свинца Pb и ниобия Nb. Для свинца коэффициент составил η=0,494, а для ниобия η=0,375.

Графики демонстрируют логарифмическую зависимость длины пробега электрона R от его энергии E для обоих материалов. Наблюдается рост длины пробега с увеличением энергии электрона. Важным является то, что при одинаковой энергии электрона длина пробега в ниобии значительно больше, чем в свинце. Это обусловлено меньшей атомной массой ниобия, его атомным номером, а также меньшей плотностью, чем у свинца.

Меньшая атомная масса и плотность ниобия приводят к меньшему сечению взаимодействия электрона с атомами мишени, что и объясняет более длинный пробег. Более высокий атомный номер свинца указывает на большее количество электронов в атоме, увеличивая вероятность взаимодействия и, следовательно, уменьшая длину пробега.

Рассчитанные коэффициенты отражения для свинца и ниобия подтверждают значительное влияние атомного номера Z материала на этот параметр. Коэффициент отражения свинца значительно свинца, чем у ниобия. Более высокий атомный номер приводит к более сильному взаимодействию электронов с атомами мишени, увеличивая вероятность отражения.

Коэффициент отражения определяется главным образом атомным номером, а также плотностью и атомной массой материала, что влияет на вероятность взаимодействия электронов с атомами мишени.