2. Источник -частиц

Источник -частиц представляет собой алюминиевую подложку 1, в углублении которой нанесён слой радиоактивного вещества 2. Активный слой покрыт защитной металлической плёнкой 3. Средний пробег -частиц с энергией. 5МэВ в воздухе составляет примерно 3,5 см. Каждый источник снабжён паспортом, в котором указаны его параметры. Цифрами на источнике отмечена его активность 10³ – 10⁴.

Рис. 3. Источник -частиц

3. Результаты измерений

   1. Счётная характеристика детектора

Каждая α-частица, попадая в сцинтиллятор, вызывает вспышку света, которая регистрируется с помощью ФЭУ. При недостаточном напряжении на динодах ФЭУ электронная лавина не образуется и амплитуда импульса напряжения на сопротивлении нагрузки может оказаться ниже порога регистрации. С другой стороны, если напряжение между динодами слишком велико, то даже «случайные» единичные электроны, по разным причинам образующиеся внутри ФЭУ, приводят к появлению лишних (ложных) импульсов. Поэтому даже в отсутствие α-частиц ФЭУ регистрирует так называемый темновой ток. Для правильной работы ФЭУ надо подобрать величину рабочего напряжения на блоке питания.

Для этого перед началом измерений была снята счётная характеристика – зависимость загрузки (скорости счёта) от напряжения питания

Построен график зависимости (рис. 4). На графике нетрудно увидеть рабочее плато – участок кривой от 1.5 до 1.7 кВ. Рабочим напряжением питания ФЭУ будет 1.9 кВ

Табл. 1. Счётная характеристика детектора.

U, кВ	с источником α-частиц		без источника
1,2	0	0	0	0
1,3	0	0	0	0
1,4	0	0	0	0
1,5	0	0	0	0
1,6	2,1	1,524	0	0
1,7	12,9	3,348	0	0
1,8	19,2	2,936	0,1	0,316
1,9	18,2	5,181	0,2	0,422
2	19,7	6,499	0,3	0,483
2,1	21,9	2,885	1,4	0,843
2,2	37,3	6,255	10,6	3,27
2,3	103,8	15,54	49,2	8,9
2,4	257,6	29,632	151,1	24,242

Рис. 4. Счётная характеристика детектора.

2. Влияние числа измерений и интервала счёта на точность определения среднего

При установленном оптимальном напряжении питания ФЭУ (1.9 кВ) в режиме «Непосредственный счёт» был задан интервал времени отсчёта Δτ = 5 мс.

Табл. 2. Зависимость точности среднего значения числа импульсов от размера выборки

N				N
4	0,75	0,957	0,479	4	197	13,526	6,663
16	1,500	1,506	0,376	16	194,875	12,727	3,182
64	1,984	1,507	0,188	64	202,109	14,852	1,856

Заполняя таблицу, было прослежено, как изменяются значения среднего , среднеквадратичного отклонения и среднеквадратичной ошибки среднего по мере увеличения числа измерений N в выборке. В таблице 2 приведены характерные значения , , . То же было проделано при Δτ = 500 мс.

3. Таблицы значений для распределений Гаусса и Пуассона

Было проверено, как выбор ширины бина Δx, интервала времени отсчёта Δτ и числа измерений N влияет на точность «совпадения» экспериментального распределения с теоретическими (Гаусса и Пуассона). Критерием «совпадения» принято брать величину , и чем она меньше, тем лучше теоретическое распределение соответствует экспериментальному.

Табл. 3. для различной ширины бинаΔx при Δτ =100 мс, N=100.				Табл. 4. для различных интервалов времениΔτ при N=100.				Табл. 5.для различного числа измерений N для .
	Гаусса	Пуассона		Δτ, мс	Гаусса	Пуассона		N	Гаусса	Пуассона
1	0,667	0,613		1	0,044	0,001		10	0,001	0,069
2	0,581	1,118		10	0,355	0,249		100	0,001	0,031
4	0,434	0,553		100	1,263	1,078		1000	7,390	0,240
8	0,318	0,360		1000	0,659	0,856
16	0,983	0,990
32	0,208	0,251

В режиме «Счёт с выводом гистограммы» были построены теоретические распределения, и соответствующие зависимости были занесены в таблицы 3, 4 и 5.