Проведение измерений. Обработка результатов
Измерения.
1. Перед включением установки внимательно ознакомьтесь с инструкцией по работе с приборами, которая закреплена на лабораторной стойке. До начала измерений все приборы должны прогреться не менее 5 минут.
2. Подайте на ФЭУ рабочее напряжение 1900 В.
3. Для исследования статистики термо- и фотоэмиссии электронов с катода ФЭУ проводят три серии измерений, в каждой из которых должно быть выполнено по 50 - 100 измерений количества импульсов nна выходе ФЭУ:
а) при исследовании статистики термоэмиссии источник света должен быть
выключен, устанавливают количество импульсов n = 10 - 50 имп./сек;
б) при исследовании статистики фотоэмиссии источник света включают, чтобы с помощью переменного резистора R1 установить два значения сигнала n, отличающиеся друг от друга на порядок, а именно, n = 1000 - 2000 имп./сек и n = 10000 - 20000 имп./сек.
4. Результаты измерений каждой серии заносят в протокол-отчет. Чтобы успеть записать числа, которые непрерывно высвечиваются на индикаторе частотомера, необходимо ручкой регулировки частотомера "Время индикации" подобрать удобный интервал времени. Рекомендуемое время составляет 10-15 секунд.
Обработка результатов.
Обработка результатов
эксперимента проводится непосредственно
в лаборатории с помощью компьютерной
программы FOTON, установленной на
лабораторных компьютерах. Программа
находится в каталоге
LAB301.PRG и
после входа в каталог вызывается набором
на клавиатуре компьютера
RUN FOTON с
последующим нажатием клавиши
Enter. Программа
работает в диалоговом режиме и после
ввода
результатов
каждой серии измерений вычисляет среднее
значение п
и
дисперсию
экспериментального распределения, (Эти
данные
необходимо
заносить в протокол-отчет). Далее
программа строит гистограмму полученного
распределения и графически сравнивает
ее с распределением Пуассона, имеющим
те же среднее и дисперсию. При построении
гистограммы необходимо задать количество
столбцов, которые она будет содержать.
Рекомендуемое количество составляет
5 - 10. Программа допускает многократное
повторное построение гистограммы при
варьировании количества столбцов в
ней.
По результатам
всех серий измерений программа строит
график
зависимости
от
,
рассчитывая угловой коэффициент
получившейся
прямой. Вычисленный коэффициент и его
погрешность являются основными
результатами проделанной работы и
заносятся в протокол-отчет. Естественно
ожидать получение значения углового
коэффициента равного 0,5. Это означало
бы, что результаты единичных измерений
описываются статистикой Пуассона, для
которой выполнено соотношение
.
Подтвержденная экспериментально, эта
связь должна служить убедительным
доказательством дискретного
вероятностного характера исследованных
процессов, происходящих в лабораторной
установке с микрообъектами: испускания
квантов излучения источником света,
термоэмиссии электронов и фотоэмиссии
электронов.Выводы
по завершении работы должны содержать
анализ полученных результатов именно
с этой точки зрения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какое статистическое распределение называют распределением Пуассона? Как оно связано с процессами, изучаемыми в лабораторной работе?
2. Как устроен и работает фотоэлектронный умножитель (ФЭУ)?
3. Какие экспериментальные данные должны быть получены при выполнении лабораторной работы? Какое свойство исследуемых статистических процессов они должны подтвердить?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Дж. Орир . Физика. М., "Мир", 1981.
2. Р. Рейф. Статистическая физика. М., "Наука", 1977.
3 А. Портис- Физическая лаборатория. М., "Наука", 1978.
4. Д. Худсон. Статистика для физиков. М., "Мир", 1967.