МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Физический факультет

Кафедра общей физики

Рехтин Артем Игоревич

отчет

о лабораторной работе

«Измерение случайной величины на примере определения интенсивности излучения α-частиц»

Измерительный практикум, 1 курс, группа 0351

Преподаватель измерительного практикума

______________ А. В. Черданцев

«___»_________ 2010 г.

Преподаватель компьютерного практикума

______________ Н. А. Витюгова

«___»_________ 2010 г.

Новосибирск 2010 г.

Аннотация. В данной лабораторной работе исследуется изотопный источник α-частиц, а именно, измеряется количество α-частиц испускаемых источником за фиксированный промежуток времени τ методом измерения количества электрических импульсов с помощью фотоэлектронного умножителя

С помощью эксперимента удалось выяснить интенсивность излучения источника (радиоактивного изотопа плутония 239Pu с периодом полураспада 24360 лет), а также было установлено, что Гауссовское распределение совпадает с Пуассоновским при большом количестве данных.

После всех измерений анализ погрешностей был тщательно сделан, так как это и есть одна из целей работы, были приняты во внимание причины возможных ошибок, самой важной из которых является случайная ошибка, возникающая из-за попадания на датчик ”внешних” частиц.

Введение

C помощью этой работы решается задача: когда и с какой погрешностью используются Гауссовское и Пуассоновское распределение.

Цель работы предоставления результатов измерений на примере исследования интенсивности излучения α-частиц при радиоактивном распаде ядер, определение вида вероятностной функции, а также расчет численных параметров этой функции.

В данной лабораторной работе исследуется интенсивность изотопного источника α-частиц, количество таких частиц за фиксированный промежуток времени. Данную задачу будем решать с помощью обработки данных собранных с ФЭУ компьютером.

1. Описание эксперимента

Выбираем оптимальное рабочее напряжение фотоумножителя (с помощью подбора величины рабочего напряжения на сопротивлениях R₀ делителя сцинтилляционного детектора). Рабочее напряжение изменяем с помощью регулируемого источника ИП-блока питания ФЭУ. Для этого перед началом измерений снимаем счетную характеристику, т.е. зависимость величины счета N от напряжения U, подаваемого на делитель.

Сняв счетную характеристику, строим график зависимости N(U), на этом графике будет участок описываемый функцией y=kx+b где, примерно, 0<k<1 этот участок назовем рабочим плато характеристики.

Рабочее напряжение U_n было выбрано близким к середине так как k не равно нулю, поэтому Un приводит к систематической погрешности. В эксперименте существует темновой ток, т.е. появление импульсов в результате влияния различных причин на случайное возникновение электронов в пространстве ФЭУ.Его нужно принимать во внимание, для этого мы провели те же действия, только без источника α-частиц. На этом мы закончили подбирать оптимальное напряжение, дальше мы начали определять влияние числа измерений и интервала счета на точность определения среднего, для этого сначала включаем нашу программу в режиме непосредственного счета в котором считывается число импульсов, накопленных пересчетным устройством за заданный нами промежуток времени. После каждого измерения вычисляем , S_N, S.Время установили Δτ=500 мсек. Увеличивали число измерений до”стабилизации” интервалов изменений значений, S_N. Затем проведем аналогичные измерения для более коротких интервалов Δτ = 50 и 5 мсек и с помощью Гауссовских и Пуассоновских распределений покажем активность частиц в виде X=X+ΔX.