EXP:Abstandsgesetz: Unterschied zwischen den Versionen
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Die aufgenommende Menge ionisierender Strahlung hängt davon ab, wie groß die Entfernung zu dieser Quelle ist. Ausgehend von der Annahme einer isotropen, punktförmigen Quelle kann man das Abstandsgesetz untersuchen. Dafür wird die Abhängigkeit der Zählrate vom Abstand zu einer Quelle ionisierender Strahlung untersucht. Auf Grundlage geometrischer Überlegungen lässt sich darauf schließen, dass die Zählrate umso mehr abnimmt je weiter man von der Quelle entfernt ist. Es gilt: | Die aufgenommende Menge ionisierender Strahlung hängt davon ab, wie groß die Entfernung zu dieser Quelle ist. Ausgehend von der Annahme einer isotropen, punktförmigen Quelle kann man das Abstandsgesetz untersuchen. Dafür wird die Abhängigkeit der Zählrate vom Abstand zu einer Quelle ionisierender Strahlung untersucht. Auf Grundlage geometrischer Überlegungen lässt sich darauf schließen, dass die Zählrate umso mehr abnimmt je weiter man von der Quelle entfernt ist. Es gilt: | ||
< | :<math>\begin{align} | ||
Z(d) &\propto \frac{1}{r^2}\\ | |||
\Rightarrow \frac{Z(d)}{Z_0} &= \frac{{r_1}^2}{{r}^2}\\ | |||
\Leftrightarrow Z(d) &= Z_0 \cdot \left( \frac{r_1}{r} \right)^2 | |||
</ | \end{align}</math> | ||
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* Messgerät S (Leybold) | * Messgerät S (Leybold) | ||
* Cs-137 Isotopengenerator | * Cs-137 Isotopengenerator | ||
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== Versuchsaufbau == | == Versuchsaufbau == | ||
Entlang einer optischen Schiene wird der Abstand vom Zählrohr zum Isotopengenerator verändert. | </div> | ||
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Entlang einer optischen Schiene wird der Abstand vom Zählrohr zum Isotopengenerator verändert. Der Aufbau besteht im wesentlichen nur aus dem Isotopengenerator und einem Zählrohr. Die Verwendung der optischen Schiene stellt sicher, dass das Zählrohr sich entlang einer Geraden von der Quelle entfernt. | |||
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Für jeweils eine Minute werden die | == Durchführung == | ||
Für jeweils eine Minute werden die Anzahl der Ereignisse bzw. die Zählraten und entsprechenden Abstände gemessen. Ausgehend von einem Abstand von 3 cm wird der Abstand um jeweils einen Zentimeter erhöht bis der Abstand 20 cm beträgt. | |||
Für die Auswertung ist es auch wichtig, die Nullrate von den Messungen abzuziehen. Die Nullrate ergibt sich dabei aus einer gemittelten Zählrate über ca. 6 min. | Für die Auswertung ist es auch wichtig, die Nullrate von den Messungen abzuziehen. Die Nullrate ergibt sich dabei aus einer gemittelten Zählrate über ca. 6 min. | ||
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In der folgenden Auswertung wurden die Messwerte für den Abstand invers-quadriert aufgetragen. Dies erlaubt es einen einfachen grafischen Zugang zur Lösung der Fragestellung zu finden. | In der folgenden Auswertung wurden die Messwerte für den Abstand invers-quadriert aufgetragen. Dies erlaubt es einen einfachen grafischen Zugang zur Lösung der Fragestellung zu finden. | ||
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[[Datei:EXP Materie Abstandsgesetz Darstellung.png| | [[Datei:EXP Materie Abstandsgesetz Darstellung.png|thumb|right|600px|Darstellung der Messwerte. Es ist jedoch zu beachten, dass der Abstand hier bereits invers und quadriert aufgetragen wurde]] | ||
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[[Datei:EXP Materie Auswertung Abstandsgesetz mit Regression.png|thumb|right|600px|Darstellung ausgewählter Messwerte und der zugehörigen linearen Regression]] | |||
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Version vom 11. August 2021, 16:30 Uhr
Die aufgenommende Menge ionisierender Strahlung hängt davon ab, wie groß die Entfernung zu dieser Quelle ist. Ausgehend von der Annahme einer isotropen, punktförmigen Quelle kann man das Abstandsgesetz untersuchen. Dafür wird die Abhängigkeit der Zählrate vom Abstand zu einer Quelle ionisierender Strahlung untersucht. Auf Grundlage geometrischer Überlegungen lässt sich darauf schließen, dass die Zählrate umso mehr abnimmt je weiter man von der Quelle entfernt ist. Es gilt:
Benötigtes Material
- optische Schiene
- Zählrohr
- Messgerät S (Leybold)
- Cs-137 Isotopengenerator
- Post, Postholder und Halter für Präparat und Zählrohr
Versuchsaufbau
[[Datei:EXP Materie Aufbau Abstandsgesetz.jpg|thumb|right||600px|Experimentelle Untersuchung des quadratischen Abstandgesetzes.]
Entlang einer optischen Schiene wird der Abstand vom Zählrohr zum Isotopengenerator verändert. Der Aufbau besteht im wesentlichen nur aus dem Isotopengenerator und einem Zählrohr. Die Verwendung der optischen Schiene stellt sicher, dass das Zählrohr sich entlang einer Geraden von der Quelle entfernt.
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Durchführung
Für jeweils eine Minute werden die Anzahl der Ereignisse bzw. die Zählraten und entsprechenden Abstände gemessen. Ausgehend von einem Abstand von 3 cm wird der Abstand um jeweils einen Zentimeter erhöht bis der Abstand 20 cm beträgt.
Für die Auswertung ist es auch wichtig, die Nullrate von den Messungen abzuziehen. Die Nullrate ergibt sich dabei aus einer gemittelten Zählrate über ca. 6 min.
Auswertung
In der folgenden Auswertung wurden die Messwerte für den Abstand invers-quadriert aufgetragen. Dies erlaubt es einen einfachen grafischen Zugang zur Lösung der Fragestellung zu finden.
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Mögliche Probleme und ihre Lösungen
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Sicherheitshinweise
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