
Практика ИДЗ / фомнэ8
.docxМИНОБРНАУКИ 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.