Выполнение работы

1. Ознакомьтесь с правилами работы на радиометре.

2. Включите установку. Проверьте правильность напряжения, подаваемого на детектор. Дайте прибору прогреться.

3. Получите радиоактивный источник и поместите его в свинцовый блок. Проверьте пробные измерения числа импульсов за единицу времени. Изменяя расстояние радиоактивного источника от счётчика, добейтесь получения 12–15 импульсов. Закройте свинцовый блок.

4. Проведите 200–250 измерений. Постройте график (гистограмму), где по оси абсцисс нужно отложить N_i – число импульсов в одном измерении, а по оси ординат n_i – число измерений, в которых было получено N_i импульсов.

Целесообразно строить гистограмму по мере накопления результатов. Для этого на масштабной бумаге нужно выбрать по оси абсцисс 0–20 делений (значения N_i), а по оси ординат 0–35 делений (значения n_i). Получаемый результат отдельного измерения отмечается на гистограмме в виде точки.

5. Рассчитайте среднее значение N _ср (среднеарифметическое) и среднеквадратичное отклонение s.

6. Используя полученное значение N _ср с помощью законов Пуассона и Гаусса, постройте на миллиметровой бумаге кривые распределения Пуассона и Гаусса. Здесь же отметьте экспериментально полученные значения n_i, предварительно пересчитав значение относительной вероятности.

7. Сравните полученные кривые. Покажите, что ~ 68 % результатов отличаются от значения N _cp не более чем на N _cp.

8. Запишите и обсудите окончательный результат в виде

N = N _ср ± C_{β n} × s.

Значение доверительной вероятности примите b = 0, 9.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое статистическая погрешность?

2. Что такое дисперсия случайной величины?

3. Каким законам распределения подчиняются случайные события?

4. В каком случае распределения Пуассона и Гаусса совпадают?

5. Приведите примеры необходимых и достаточных условий для выполнения распределения Пуассона. Гаусса.

6. Как связаны между собой дисперсия и среднее значение, если выполняется распределение Гаусса?

7. Как зависит точность измерений от числа событий? Объясните назначение коэффициентов Стьюдента.

8. Как рационально выбрать время измерений в случае определения отношения двух разных интенсивностей?

9. Как рационально распределить время в случае определения двух разных интенсивностей?

10. Оцените систематическую погрешность в случае измерения активности источника (~ 3× 10³ расп/с), если разрешающее время детектора равно 3× 10^–3 с.

11. Рассчитайте (оцените) время, необходимое для измерения скорости счёта с точностью 1 %, если пробное измерение за 1 мин дало 100 импульсов.

12. Сделайте аналогичный расчёт, но с учётом фона (30 имп/мин).

Рекомендуемая литература

Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.Н. Основы экспериментальных методов ядерной физики. М.: Энергоатомиздат, 1985.

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Квантовая физика. М.: Институт компьютерных исследований, 2002.

Лабораторный практикум по экспериментальным методам ядерной физики / В.В. Аверкиев [и др.] / под ред. К.Г. Финогенова. М.: Энергоатомиздат, 1986.

Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. М.: Лань, 2009.

Сборник лабораторных работ по ядерной физике: учеб. пособие / под ред. К.Н. Мухина. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1993.