Laboratorium fizyki
Ćwiczenie nr J1. Wyznaczanie charakterystyki licznika Geigera - Mullera.
Pluton I	Grupa II	Łukasz Musialik Wojciech Pawlikowski
27 IV 2000	Ocena:

Cel doświadczenia:

Celem doświadczenia jest wyznaczenie charakterystyki licznika Geigera - Mullera ; sporządzenie wykresu zależności liczby zliczeń od napięcia.

Wstęp :

Licznik G - M jest urządzeniem służącym do pomiaru promieniowania wysyłanego przez materiały promieniotwórcze. Prawidłowe działanie licznika zależy od napięcia. Za małe napięcie spowoduje, że licznik nie będzie rejestrował wszystkich cząstek. Jeśli napięcie będzie zbyt wysokie nastąpi samoistna jonizacja gazu w komorze licznika. Zależność liczby rejestrowanych impulsów N od przyłożonego napięcia U nazywamy charakterystyką licznika. Minimalna wartość napięcia, przy którym licznik zaczyna rejestrować cząstki promieniowania nazywa się napięciem progu Geigera (U_p). Dalsze zwiększanie napięcia powoduje proporcjonalny wzrost ilości rejestrowanych cząstek, aż do punktu w którym zaczyna się ,,plateau'' licznika. Jest to obszar, w którym ich liczba prawie nie zależy od napięcia. Nachylenie plateau jest charakterystyczne dla każdej sondy i podawane jest w załączonej do niej karcie. W następnym obszarze charakterystyki ilość zliczanych impulsów zaczyna szybko rosnąć wraz z napięciem. Jest to obszar niebezpieczny dla sondy. Jako napięcie pracy sondy (U_pr) przyjmuje się najczęściej napięcie na środku pleteau.

Przebieg doświadczenia:

Pomiar zaczynamy od napięcia 290 V zwiększając napięcie o 10 V rejestrujemy liczbę zliczeń aż do napięcia końcowego jakim jest 900 V.

Pomiary rejestrujemy w tabeli:

Tematem ćwiczenia było wyznaczenie stosunku ^Cp/_Cv . Symbole odpowiednio oznaczają: c_p - ciepło właściwe pod stałym ciśnieniem, c_v - ciepło właściwe w stałej objętości. Ciepło właściwe jest to ilość ciepła jaką należy dostarczyć 1 kg gazu, aby ogrzać go o 1 K.

W czasie wykonywania ćwiczenia gaz poddawany był trzem przemianom: adiabatycznej, izochorycznej i izotermicznej co obrazuje poniższy wykres.

Po przekształceniu wzorów:

i późniejszym podstawieniu za p₁ i p₂ odpowiednich iloczynów:

otrzymaliśmy wzór ostateczny:

gdzie: h₁ - różnica wysokości słupa cieczy po zwiększeniu ciśnienia i wyrównaniu się temperatury gazu z temperaturą otoczenia; h₂ - różnica wysokości słupa cieczy po adiabatycznym rozprężaniu i ustaleniu się poziomu cieczy w manometrze.

Przekształcenie wzoru do postaci pozwoliło na ograniczenie się tylko do odczytywania wyników h₁ i h₂.

Stanowisko do wyznaczania stosunku ^Cp/_Cv ilustruje schemat

Nr pomiaru	h1	h2	h1 - h2	κ	κśr	Δκ	Δκśr	Δκśr/κśr
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Wnioski:

Wartość tablicowa współczynnika adiabaty wynosi . My w naszym doświadczeniu otrzymaliśmy wartość . Jest to wartość zbliżona.

Na przebieg doświadczenia miały wpływ czynniki zewnętrzne takie, jak:

• gwałtowne, chwilowe zmiany temperatury wywołane przez przeciąg.

• na dokładność odczytywania wyników h₁ i h₂ mógł mieć wpływ błąd paralaksy.

Metoda Clementa i Desermesa pozwala w prosty sposób wyznaczyć współczynnik adiabaty nie wymaga ona specjalistycznego sprzętu laboratoryjnego.

4

---