Лабораторная работа: Изучение закона радиоактивного распада
Как использовать симуляцию?
Необходимо собрать данные о фоновом излучении, то есть первая часть эксперимента проводится без радиоактивного образца. Начинать измерение можно нажав на кнопку "Пуск". Количество радиоактивных частиц, обнаруженных с помощью трубки Гейгера-Мюллера (Г-М) будет отображено на дисплее счётчика. Процесс симуляции ускорен, поэтому 3-хминутный эксперимент завершится раньше. Остановка симуляции производиться нажатием кнопки «Стоп». Кнопка «Сброс» возвращает эксперимент к исходному состоянию.
Фиксация значений счётчика осуществляется с помощью кнопки "Зафиксировать N". В близлежащей строке можно видеть множество N последовательно зафиксированных чисел.
Затем поместите образец под датчик и вновь начинайте измерения, нажав на кнопку "Пуск". На дисплее теперь отображается количество частиц, поступающих от обоих источников: от фона (в виде фонового излучения) и от радиоактивного образца.
План эксперимента и обработки результатов
- Определите импульсов без образца за любой значимый промежуток времени (от 1 до 3-х минут) и рассчитайте среднее значение фонового излучения Nф за каждые 10 секунд. (Скриншот расчётов и экрана эксперимента приложить к отчёту)
- Положить под детектор радиоактивный образец и провести измерения количества распадов радиоактивного изотопа за каждые 10 секунд.
- Для этого каждые 10 секунд записывайте значение счётчика Гейгера-Мюллера. В данном случае счётчик показывает число накопленных импульсов Ni , пропорциональных числу распавшихся ядер данного изотопа в сумме с фоновым излучением. Общее время измерений 180 секунд. (Скриншот расчётов и экрана эксперимента приложить к отчёту)
- Все значения Ni перенесите в таблицу. Заполните все остальные столбцы таблицы.
| i | t, с | Ni | Ni - Ni-1 - Nф | ln(Ni - Ni-1 - Nф) |
| 1 | 10 | ? | ? | ? |
| 2 | 20 | ? | ? | ? |
| 3 | 30 | ? | ? | ? |
| ... | ... | ... | ... | ... |
| 18 | 180 | ? | ? | ? |
- Постройте аппроксимационную прямую зависимости ln(Ni - Ni-1 - Nф) от времени t используя метод наименьших квадратов. Расчёты и график желательно делать в программе Excel. При построении графика в Excel используйте точечную диаграмму, стройте добавьте линейную линию тренда с указанием уравнения на диаграмме. (Скриншот таблицы и графика приложить к отчёту)
- По коэффициенту аппроксимационного линейного уравнения (тангенсу угла наклона) определите постоянную распада .
- Зная постоянную распада рассчитайте период полураспада Т1/2.
- Найдите количество радиоактивных частиц N0 в начале наблюдения. (Все расчёты приложить к отчёту)
Создать QR код ссылки с отчётом и предоставить учителю к проверке.
Отчёт не удалять до выставления отметки в журнал!