• Laboratorium fizyki CMF PŁ

• Dzień 20 XI 2007 godzina 18.15-20.00 grupa I

Wydział: OiZ, kierunek: ZiP

Semestr: 3 rok akademicki 2007/2008

ocena _____

1. CEL ĆWICZENIA

• Zbadanie ilości elektronów przechodzących przez próbkę w zależności od jej grubości.
  

• Na podstawie doświadczenia wyznaczenie współczynnika pochłania elektronów w czterech materiałach (bakelit, tektura, plexi- polimetakrylan metylu, aluminium).
  

• Obliczenie masowego współczynnika pochłaniania.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

1. Zbadanie tła za pomocą licznika Geigera-Mullera.

2. Zainstalowanie źródła promieniowania ⁹⁰Sr (stront), wykonanie trzykrotnego pomiaru.

3. Trzykrotny pomiar ilości elektronów przechodzących przez różne grubości materiału (bakelit, tektura, plexi- polimetakrylan metylu, aluminium), doświadczenie wykonane przy użyciu licznika Geigera-Mullera.

3. POMIARY I OBLICZENIA

Grubości i gęstości płytek w zależności od materiałów:

	Grubość jednej płytki [cm]	Gęstość [g/cm3]
TEKTURA	0,08	0,85
BAKELIT	0,18	1,39
PLEXI	0,10	1,18
ALUMINIUM	0,10	2,70

TŁO BEZ ŹRÓDŁA N_T (Odczyt promieniowania w powietrzu bez źródła):
10 impulsów/min

DLA ŹRÓDŁA ⁹⁰Sr

Lp.	Zmierzone impulsy/min	Średnia ilość impulsów/min
1	1548,00
2	1564,00	1540,00
3	1508,00

Grubość płytek [cm]	impulsy na min					ln(N-NT)
		1 pomiar	2 pomiar	3 pomiar	średnia ilość impulsów N		[N-NT (10)]
0,18	777,00	760,00	740,00	759,00	749,00	6,62
0,36	295,00	311,00	288,00	298,00	288,00	5,66
0,54	98,00	94,00	99,00	97,00	87,00	4,47
0,72	47,00	48,00	52,00	49,00	39,00	3,66

1. WYZNACZENIE WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA ELEKTRONÓW DLA POSZCZEGÓLNYCH ABSORBENTÓW

BAKELIT

Równanie prostej:

f(x)=-5,59x +7,62

Δa= 0,27 cm^-1

Δb= 0,13 cm^-1

Współczynnik pochłaniania elektronów:

μ= 5,59 cm^-1

Błąd współczynnika
pochłaniania elektronów:
Δμ=0,27 cm^-1

μ= μ± Δμ [cm^-1]

μ=(5,59 ±0,27 ) cm^-1

ALUMINIUM

Grubość płytek [cm]	impulsy na min									ln(N-NT)
		1 pomiar	2 pomiar		3 pomiar	średnia ilość impulsów N					N-NT (10)]
0,10	375,00	347,00		353,00	358,33				348,33	5,85
0,20	58,00	64,00		68,00	63,33				53,33	3,98
0,30	27,00	25,00		28,00	26,67				16,67	2,81

Równanie prostej:

f(x)=-15,20x +7,25

Δa= 2,02 cm^-1

Δb= 0,44 cm^-1

Współczynnik pochłaniania elektronów:

μ= 15,20 cm^-1

Błąd współczynnika
pochłaniania elektronów:
Δμ=2,02cm^-1

μ= μ± Δμ [cm^-1]

μ=( 15,20±2,02 ) cm^-1

PLEXI- polimetakrylan metylu

Grubość płytek [cm]	impulsy na min					ln(N-NT)
		1 pomiar	2 pomiar	3 pomiar	średnia ilość impulsów N		N-NT (10)]
0,10	871,00	880,00	869,00	873,33	863,33	6,76
0,20	439,00	416,00	425,00	426,67	416,67	6,03
0,30	178,00	194,00	180,00	184,00	174,00	5,16
0,40	67,00	69,00	72,00	69,33	59,33	4,08
0,50	43,00	51,00	45,00	46,33	36,33	3,59

Równanie prostej:

f(x)=-8,29x +7,61

Δa= 0,48 cm^-1

Δb= 0,16 cm^-1

Współczynnik pochłaniania elektronów:

μ= 8,29 cm^-1

Błąd współczynnika
pochłaniania elektronów:
Δμ=0,48 cm^-1

μ= μ± Δμ [cm^-1]

μ=(8,29±0,48) cm^-1

TEKTURA

Grubość płytek [cm]	impulsy na min					ln(N-NT)
		1 pomiar	2 pomiar	3 pomiar	średnia ilość impulsów N		N-NT (10)]
0,08	1209,00	1220,00	1210,00	1213,00	1203,00	7,09
0,16	874,00	918,00	890,00	894,00	884,00	6,78
0,24	622,00	638,00	633,00	631,00	621,00	6,43
0,32	456,00	446,00	458,00	453,33	443,33	6,09
0,40	310,00	315,00	320,00	315,00	305,00	5,72

Równanie prostej:

f(x)=-4,25x +7,44

Δa= 0,07 cm^-1

Δb= 0,02 cm^-1

Współczynnik pochłaniania elektronów:

μ= 4,25 cm^-1

Błąd współczynnika
pochłaniania elektronów:
Δμ= 0,07 cm^-1

μ= μ± Δμ [cm^-1]

μ=( 4,25±0,07 ) cm^-1

2. WYZNACZENIE MASOWEGO WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA

	Gęstość [g/cm3]	Wartość współczynnika pochłaniania- μ [cm^-1]
BAKELIT	1,39	5,59
ALUMINIUM	2,70	15,20
PLEXI	1,18	8,29
TEKTURA	0,85	4,25

WYKRES masowego współczynnika od gęstości badanych absorbentów μ(ρ)

Równanie prostej:

f(x)=-5,68x-0,36

Δa= 1,39 g^-1 Δb= 2,35 g^-1

Masowy współczynnik pochłaniania:

μ*= 5,68 g^-1

Błąd masowego
współczynnika pochłaniania:
Δμ*= 1,39 g^-1

μ*= μ*± Δμ* [g^-1]

μ*=(5,68 ± 1,39) g^-1

3. ZEBRANIE OTRZYMANYCH WYNIKÓW

	Gęstość ρ [g/cm3]	Wartość współczynnika pochłaniania- μ [cm^-1]	Błąd współczynnika pochłaniania elektronów Δμ [cm^-1]	μ= μ± Δμ [cm^-1]	Masowy współczynnik pochłaniania μ* [g^-1 ]	Błąd masowego współczynnika pochłaniania Δμ* [g^-1 ]	μ*= =μ*± Δμ* [g^-1 ]
BAKELIT	1,39	5,59	0,27	5,59 ±0,27	5,68
ALUMINIUM	2,70	15,20	2,02	15,20±2,02			1,39	5,68 ± 1,39
PLEXI	1,18	8,29	0,48	8,29±0,48
TEKTURA	0,85	4,25	0,07	4,25±0,07

4. WNIOSKI

Największy współczynnik pochłaniania elektronów posiada aluminium i wynosi 15,20±2,02 cm^-1 , później kolejno plexi 15,20±2,02 cm^-1 , bakelit 5,59 ±0,27 cm^-1 oraz najmniejszy tektura 4,25±0,07 cm^-1 . To oznacza, że najlepiej chroni przed promieniowaniem β aluminium, a najgorzej tektura.

We wszystkich absorbentach widoczne jest, że im grubsza próbka tym mniej impulsów na minutę. Przy podobnych grubościach próbek dla wszystkich absorbentów najwięcej impulsów emituje tektura, a najmniej aluminium, czyli im mniejszy współczynnik pochłaniania tym więcej impulsów jest wytwarzanych.

Masowy współczynnik pochłaniania wynosi 5,68 ± 1,39 g^-1 . Kształtuje się on na średnim poziomie. Na wykresie widać, że w trakcie pomiaru wystąpiły błędy, ponieważ wyraźnie dwa punkty (bakelit i plexi) odbiegają od prostej. Błędy mogą być spowodowane zakłóceniami pochodzącymi z otoczenia, niedokładnym pomiarem lub złym zliczaniu impulsów przez licznik Geigera-Mullera. Ponadto aluminium jest absorbentem, który posiada największy błąd, jego pomiary są najmniej dokładne i mogły wpłynąć na obliczenia masowego współczynnika pochłaniania.

8

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
W5	Absorpcja elektronów pochodzących z rozpadu β

Wioleta Klimczak

imię i nazwisko

nr indeksu 138464

Zbigniew Mroziński

imię i nazwisko

nr indeksu 138479

---