EXP:Abstandsgesetz

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:

$\begin{array}{rl}Z(d)& \propto \frac{1}{r^2}\\ \Rightarrow \frac{Z(d)}{Z_0}& =\frac{{r_1}^2}{r^2}\\ \iff Z(d)& =Z_0\cdot {\left(\frac{r_1}{r}\right)}^2\end{array}$

Geometrische Darstellung des Abstandsgesetzes. Während in A die Gleiche Menge Strahlung noch auf eine eine kleine Fläche trifft, trifft sie in B oder sogar 6 auf eine größere Fläche. Es ist ersichtlich, dass die Strahlung pro Fläche daher abnehmen muss.

Benötigtes Material

• optische Schiene
• Zählrohr
• Messgerät S (Leybold)
• Cs-137 Isotopengenerator
• Post, Postholder und Halter für Präparat und Zählrohr

Versuchsaufbau

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. Quisque dapibus, arcu non gravida consequat, augue mauris mollis eros, ut sollicitudin nisi augue in dui. Praesent mattis est lorem, ac vestibulum dolor bibendum quis. Vivamus consectetur, turpis a egestas commodo, turpis ex porttitor est, ac fringilla erat nunc vitae ligula. Nam vel vulputate justo, eget dignissim risus. Ut lectus leo, dapibus et cursus laoreet, malesuada vitae ipsum. Integer dignissim ex eu diam malesuada, efficitur iaculis tortor scelerisque. Donec dignissim maximus risus, vitae auctor libero imperdiet et. Quisque imperdiet cursus dolor, et interdum felis blandit in. Praesent imperdiet velit ac tortor vestibulum sodales. Pellentesque cursus non orci ut commodo. Quisque nibh nulla, tincidunt id semper eu, ornare ac urna. Nullam a posuere magna. Vestibulum dapibus libero in justo porta, non pharetra nunc consequat. Sed ultricies est non nisi porta scelerisque. In scelerisque enim sit amet tellus placerat cursus.

Experimentelle Untersuchung des quadratischen Abstandgesetzes.

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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Darstellung der Messwerte. Es ist jedoch zu beachten, dass der Abstand hier bereits invers und quadriert aufgetragen wurde

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Darstellung ausgewählter Messwerte und der zugehörigen linearen Regression

Mögliche Probleme und ihre Lösungen

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Sicherheitshinweise

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Fotos

Literatur

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