Kompletny zestaw eksperymentalny: Utrata energii cząstek alfa w gazach z analizatorem wielokanałowym

Podstawy

Zbadamy związek pomiędzy energią E cząstek alfa i długością przebytej przez nie drogi x w powietrzu pod normalnym ciśnieniem. Zarejestrowane pomiary umożliwiają wyznaczenie zależności pochodnej strat energii dE/dx od x.

Zadania

• Zbadaj zależności widma promieniowania pochodzącego z zakrytego źródła ²⁴¹Am w stałej odległości s od ciśnienia p. Odległość s, należy dobrać tak, aby uzyskać maksymalny zakres przy najwyższym ciśnieniu zmierzonym manometrem. Ustal energię odpowiadającą centralnym punktom pojedynczego widma (po kalibracji układu pomiarowego przy otwartym źródle ²⁴¹Am – patrz. pkt. 3) i przygotuj wykres jej zależności od odległości x przekonwertowany do podstawowego ciśnienia 1013 hPa. Korzystając z tej funkcji, ustal zależność pochodnej strat energii (dE/dx) od x i ponownie nanieś na wykres.
• Zmierz widmo źródła użytego w pkt. 1, na początku w tych samych warunkach geometrycznych, pod zmniejszonym ciśnieniem, a następnie ze zbiornikiem wypełnionym helem, azotem lub tlenkiem węgla (IV), w każdym przypadku przy identycznym ciśnieniu. Zbadaj zależność poszczególnych wartości pochodnej strat energii ze stężeniem elektronów określonego gazu.
• Podczas kalibracji, przy otwartym źródle ameryku (E = 5,485 MeV) ustal średnią energię, jaką mają cząsteczki alfa dla zakrytego źródła (wartość ta jest konieczna do analizy w pkt. 1).

Tematy powiązane

Zakres, zakres rozpraszania, średnia droga swobodna, średnia energia jonizacji atomów gazu, średnia utrata energii cząsteczki podczas zderzenia, pochodna straty energii, wzór Bethe – Bloch’a, koncentracja elektronów w gazach

Skład zestawu