2. Изучение физических характеристик схемы совпадений в эксперименте по регистрации направленного космического излучения при большом фоновом излучении методом телескопа

В таблице 3.1 представлены значения числа совпадений N за 100 с при различных значениях времени задержки t_з для длительности импульсов T = 1,0 мкс.

Таблица 3.1. Зависимость числа совпадений N от времени задержки t_з при T = 1,0 мкс

tз, мкс	–2,0	–1,3	–0,7	–0,4	–0,2	0	0,2	0,4	0,7	1,3	2,0
N	0	2	166	156	192	174	159	178	164	2	0

 В таблицах 3.2, 3.4 и 3.5 приведены те же значения для T = 2,0 мкс, T = 0,2 мкс и T = 0,4 мкс.

Таблица 3.2. Зависимость числа совпадений N от времени задержки t_з при T = 2,0 мкс

tз, мкс	–2,0	–1,3	–0,7	–0,4	–0,2	0	0,2	0,4	0,7	1,3	2,0
N	0	177	201	182	183	169	187	163	207	177	11

 

Таблица 3.3. Зависимость числа совпадений N от времени задержки t_з при T = 0,2 мкс

tз, мкс	–2,0	–1,3	–0,7	–0,4	–0,2	0	0,2	0,4	0,7	1,3	2,0
N	0	0	0	0	26	75	37	0	0	0	0

 

Таблица 3.4. Зависимость числа совпадений N от времени задержки t_з при T = 0,4 мкс

tз, мкс	–2,0	–1,3	–0,7	–0,4	–0,2	0	0,2	0,4	0,7	1,3	2,0
N	0	0	0	44	112	153	124	64	0	0	0

На рис. 2.5 показаны кривые задержанных совпадений для различных значений длительности импульсов.

Рис. 2.5. Кривые задержанных совпадений для различных значений длительности импульсов при регистрации космического излучения

В таблице 4 приведено число совпадений N_с за 100 с при различных значениях времени разрешения схемы совпадений τ_с. Для каждого τ_с сделано три измерения, рассчитано среднее значение <N_с> и статистическая погрешность.

Таблица 4. Зависимость числа совпадений N_с от времени разрешения схемы совпадений τ_с

τс	N1	N2	N3	<Nс>	ΔNс
0,2	75	100	96	90,33	13,43
0,4	153	161	152	153,33	4,93
0,7	181	148	187	172,00	21,00
1,3	174	190	193	185,67	10,21
2,0	169	157	202	176,00	23,30

Рассчитана частота случайных совпадений. Число импульсов на каждом входе узла совпадений при Т = 2 мкс за время t = 10 с:

N₁ = 225

N₂ = 456

Средние частоты импульсов:

Среднее число случайных совпадений в единицу времени:

В таблице 5 приведено общее число совпадений, а также количество случайных и истинных совпадений для различных τ_с.

Таблица 5. Зависимость числа истинных N_ист.с и случайных N_сл.с совпадений от τ_с.

τс	<Nс>	Nсл.с	Nист.с
0,2	90,33	0,04	90,29
0,4	153,33	0,08	153,25
0,7	172,00	0,14	171,86
1,3	185,67	0,27	185,40
2,0	176,00	0,41	175,59

На рис. 2.6 показан график зависимости числа совпадений N_с от времени разрешения схемы совпадений τ_с.

Рисунок 2.6. Зависимость числа совпадений N_с (зеленый – общего, черный – истинного, красный – случайного) от времени разрешения схемы совпадений τ_с.

В качестве оптимального времени разрешения выбрано τ_с=1,3 мкс.

Рассчитана интенсивность космических лучей, регистрируемых телескопом, на единицу площади (площадь детектора – 9 на 28 см):

Относительные погрешности измерений:

Погрешность интенсивности:

Итак, интенсивность космического излучения: