DSCF6616

188

7. Opracowanie

Na podstawie wyników otrzymanych w I części ćwiczenia należy wykreślić charakterystykę licznika GM, po zaznaczeniu niepewności zgodnie ze wzorem 5, oraz wyznaczyć długość i nachylenie plateau. Druga część opracowania polega na porównaniu otrzymanego rozkładu liczby zliczeń z rozkładem Poissona (wzór 2) dla parametru

“ ⁼ "doiw.

W tym celu należy pomnożyć prawdopodobieństwa P(n), przewidywane przez wzór 2, przez liczbę wykonanych pomiarów

k

- otrzymamy dzięki temu oczekiwany dla danej wartości średniej rozkład liczby zliczeń.

Stopień zgodności rozkładu doświadczalnego z rozkładem Poissona sprawdzamy przy użyciu testu *².

Pytania

1.    Zewnętrzna elektroda licznika GM (katoda), ze względu na bezpieczeństwo pracy, jest zwykle uziemiana. Jakie wymagania powinien wówczas spełniać kondensator C?

2.    Przypuśćmy, że zasilacz, stabilizowany napięciowo z dokładnością 0,1%, zasila licznik GM o nachyleniu plateau 10% na 100V. Jak wpływa niestabilność napięcia zasilania na rejestrowaną liczbę zliczeń, jeśli napięcie robocze wynosi 2 kV?

g-7. Badanie lampy jarzeniowej. Drgania relaksacyjne

I, Wstęp

Obok lamp próżniowych szerokie zastosowanie znalazły lampy gazowane, w których przestrzeń pomiędzy elektrodami wypełniają gazy szlachetne lub ich mieszaniny, niekiedy również pary metali, np. rtęci. W gazie wypełniającym lampę zawsze znajduje się pewna liczba elektronów wyzwolonych w procesie tamoemisji, a także elektronów i jonów powstałych w wyniku jonizacji wywołanej przez domieszki promieniotwórcze w obudowie i bańce lampy, promieniowanie ultrafioletowe i promieniowanie kosmiczne. Pomimo nieprzerwanego działania tych czynników, liczba par jonów w lampie pozostaje w przybliżeniu stała, ponieważ obok jonizacji występuje proces rekombinacji, polegający na oddziaływaniu elektronów z jonami i powstawaniu w wyniku neutralnych atomów.

Po przyłożeniu napięcia do elektrod lampy, elektrony i jony dodatnie dryfują odpowiednio w kierunku anody i katody, z prędkościami zależnymi od natężenia pola elektrycznego oraz rodzaju i ciśnienia gazu napełniającego lampę. Prędkość jonów jest przy tym znacznie mniejsza od prędkości elektronów. Gęstość prądu związanego z obecnością cząstek naładowanych, wywołaną wspomnianymi wcześniej czynnikami zewnętrznymi, wynosi zwykle 10'¹⁴-r IO^-1 Am^-2, osiągając nasycenie przy dostatecznie dużej różnicy potencjałów pomiędzy elektrodami. Przy dalszym zwiększaniu natężenia pola elektrony poruszające się w gazie mogą w ciągu czasu upływającego pomiędzy kolejnymi zderzeniami, uzyskiwać energie umożliwiające wzbudzenie, a nawet jonizację atomów gazu (w przypadku często stosowanego do napełniania lamp neonu - energia jonizacji wynosi 21,47 eV). Wyzwolone elektrony, uczestnicząc w kolejnych aktach jonizacji, powodują „lawinowy”, zwykle wynoszący kilka rzędów wielkości, wzrost natężenia prądu. Oczywiście lawiny „wymarłyby bezpotomnie” po osiągnięciu anody, gdyby nie docierające do katody jony dodatnie, wyzwalające w procesie emisji wtórnej kolejne elektrony zapoczątkowujące ponownie procesy lawinowe. Przepływ prądu o dużej gęstości, zwany wyładowaniem, będzie więc trwa) nawet po usunięciu zewnętrznym źródeł jonizacji - dlatego mówi się o wyładowaniu samoistnym. Ponieważ wyładowanie takie, w odróżnieniu od wyładowania niesamoistnego (ciemnego), związane jest ze świeceniem (jarzeniem się) gazu, nazywane jest również wyładowaniem jarzeniowym. Wyładowanie samoistne można przerwać, obniżając napięcie na elektrodach lampy. Napięcie, przy którym wyładowanie niesamoistne przechodzi w stadium wyładowania samoistnego, nosi nazwę napięcia zapłonu, a napięcie, przy którym następuje powrót do stadium