Energieverlust von Alphateilchen in Gasen mit dem Vielkanalanalysator

Prinzip

Eine Untersuchung, über die Beziehung zwischen der Energie E der Alpha-Teilchen und dem Weg x der von ihnen bei Normaldruck in der Luft zurückgelegt wird, soll gemacht werden.  Die aufgezeichneten Messungen ermöglichen die Berechnung des differentiellen Energieverlustes dE/dx als Funktion von x.

Aufgaben

1. Das Spektrum einer geschlossenen 241 Am Quelle wird bei einem gegebenen Abstand s als Funktion des Drucks p gemessen. Der Abstand s wird so gewählt, das er dem maximal Bereich des höchsten Drucks der mit dem Manometer gemessen werden kann entspricht. Die Energie, die dem Mittelpunkt des individuellen Spektrums entspricht, wird bestimmt ( nach der Kalibrierung des Messlayouts mit einem offenen 241 Am Impulsgeber, siehe 3.) und aufgezeichnet als Funktion des Abstandes x umgewandelt zu einer 1013 hPa Basis. Mittels dieser Funktion kann der differentielle Energieverlust ( dE / dx) als Funktion von x berechnet werden und danach grafisch dargestellt werden.
2. Das Spektrum der unter 1. benutzten Quelle wird unter den selben Bedingungen bei Vakuum und anschließend mit einem Gefäß, gefüllt mit Helium, Stickstoff oder Kohlenstoff, bei identischem Druck gemessen. Die verschiedenen Energieverlustwerte werden mit der Elektronenkonzentration in dem jeweiligen Gas verglichen.
3. Die Hauptenergie mit der die Alphateilchen die bedeckte Americium Quelle verlassen wird bestimmt durch Kalibrierung gegen den offenen Americium Impulsgeber ( E=5.485 MeV). (Diese Werte stammen aus der Auswertung in 1.)

Lernziel

• Bereich
• Streubereich
• freie Weglänge
• Ionisierungsenergie von Gasatomen
• Mittlerer Energieverlust von a-Teilchen durch Kollosion
• diffrentieller Energieverlust
• Bethe Formel
• Elektronenkonzentration in Gasen

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung nur in englischer Sprache erhältlich)