DSCF6615

186

5. Układ doświadczalny

Schemat blokowy układu pomiarowego przedstawia rys. 64a; na ryj 64b widoczny jest schemat włączenia licznika GM.

a)    b)

Rys. 64. Schemat układu pomiarowego (a) i układu RC, formującego impuls z licznika (b)

W doświadczeniu mierzona jest liczba zarejestrowanych cząstek promieniowania kosmicznego. Prawdopodobieństwo zarejestrowania n impulsów w ustalonym przedziale czasu, jeśli średnia ilość zliczeń w takim czasie wynosi n, wyraża się wzorem Poissone’a:

P(n) =

n"e"* n!

Jeśli n jest dostatecznie duże (w praktyce ok. 15), rozkład Poissona przybliża się do rozkładu normalnego (por. ćw. ST-1):

_P(^u) = -7— exp \J2n

Zauważmy, że w odróżnieniu od normalnego, rozkład Poissone’a jest rozkładem jednoparametrowym, o wariancji równej wartości średniej (oczekiwanej):

!§:=»    I

Dlatego mówiąc o niepewności „statystycznej” jaką obarczony jest pomiar zmiennej losowej podlegającej rozkładowi 2, mamy na myśli wielkość

s_n

1

= n*

(5)

i Pomiary

Pomiary polegają w I części na zbadaniu charakterystyki „napięciowo--zliczeniowej” licznika GM. W tym celu należy ustalić takie napięcie zasilające, aby liczba zliczeń wynosiła kilka w ciągu minuty, a następnie zwiększając je skokowo o 5-r- 10 V, zapisywać otrzymane wyniki. Rezultaty pomiarów należy nanosić na wykres w trakcie trwania doświadczenia: pozwala to na zauważenie końca zakresu plateau bez ryzyka nadmiernego podwyższenia napięcia zasilania, mogącego spowodować uszkodzenie licznika.

W II części doświadczenia należy ustalić napięcie zasilania leżące w pobliżu środka plateau i wybrać taki czas pomiaru, aby szacowana średnia liczba zliczeń wynosiła 3-4-5. Pomiary należy powtórzyć kilkadziesiąt razy (zwiększenie liczby wykonanych pomiarów nie wpływa na późniejszy czas opracowania, zmniejsza natomiast rolę fluktuacji), wpisując do odpowiedniego przedziału histogramu kolejne wyniki (por. rys. 65).

Rys. 65. P, oznacza liczbę pomiarów, w których otrzymano n zliczeń

Doświadczalną wartość średnią znajdujemy ze wzoru

ⁿdołw. ⁼    ĘL

k k

gdzie k oznacza ilość przedziałów histogramu (w przykładzie przedstawionym na rys. 65, k = 7).