Experiment
Aufbau
Kalibrierung
Winkelmessung
Fehlerberechnung
Aufbau
Für das Szintillationszählerexperiment braucht man einen 5V Netzstecker, eine DAQ-Karte, 3 Szintillationszähler, diverse Verbindungskabel und das Auswertungs- programm Muonic.
Der 5V Netzstecker wird nun in die Steckdose gesteckt und an die DAQ-Karte angeschlossen. Die DAQ-Karte wird nun mit Kabeln an die Szintillationszähler angeschlossen. Von dort führen nun wieder Kabel vom Signalausgang des Zählers in die DAQ-Karte. Nun wird die Karte per Kabel mit einem Rechner verbunden, auf dem dann das Programm "Muonic" gestartet wird.
Im Szintillationszähler befindet sich ein Szintillator, Lichtleiter und ein Silizium-Photomultiplier. Im Szintillator wird beim Durchflug von Myonen Licht erzeugt. Diese Photonen werden durch die Lichtleiter zum Photomultiplier weiter geleitet. Dieser verstärkt sie und wandelt das optische Signal in ein elektrisches Signal um. Dieses Signal wird nun vom Programm "Muonic" angezeigt.
Dort werden die Werte dann im hexadezimalen Zahlensystem ausgegeben. Allerdings kann man sich die Werte auch in einem Rate-Zeit-Diagramm angeben lassen. Die Messungsdaten können nun auf dem Rechner gespeichert werden, sodass sie wieder einsehbar sind.
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Kalibrierung
Zuerst versucht man die richtige Threshold (Schwellspannung) für die Szintillationszähler einzustellen. Das macht man, damit so viel Rauschen wie möglich herausgefiltert wird, denn man möchte ja nur die Myonen messen. Um die Threshold zu bestimmen, gibt man im Programm "Muonic" die Thresholds von 100 mV bis 500 mV in 50 mV Schritten ein. Bei der Auswertung im Diagramm kann man die Threshold an der Stelle wählen, bei der die Teilchenrate sich nur noch geringfügig verändert. Dann kann man davon ausgehen, dass hauptsächlich Myonen detektiert werden.↑ nach oben
Winkelmessung
Wenn man nun die richtige Threshold bestimmt hat, führt man die Winkelmessung durch. Dazu stellt man die Szintillatorplatten in verschiedenen Winkeln zueinander auf. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass man in Koinzidenz misst. Das bedeutet, dass ein Teilchen nur gezählt wird, wenn es durch beide Platten innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne hindurchgeht. Ein quaderförmiger Holzkasten eignet sich gut dafür, da man dort die Szintillationszähler einkleben kann und man einfach den Kasten in einem anderen Winkel aufstellt. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Abstand der Zähler immer gleich bleibt. Man misst die Werte nun wieder mit dem Programm "Muonic" und trägt sie in eine Tabelle ein.
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Fehlerberechnung
Die nächste Messung, die man vornimmt, ist die Messung zur Fehlerberechnung. Dabei misst man 10 s, 30 s, 60 s, 120 s und 300 s jeweils 10 mal. Man bildet aus allen Messwerten x1, ..., xn gleicher Messdauer den Durchschnittswert x. Nun errechnet man die Abweichungen jedes Wertes xi zum Mittelwert x und quadriert diese. Diese Werte addiert man nun und zieht aus der Summe die Wurzel. Anschließend dividiert man dann noch durch durch die Anzahl der Messwerte n (hier 10). So erhält man den Fehler Δx.
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