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用β粒子验证动量与动能相对论关系实验数据处理的程序化①

2012-08-21张玉军孙凯霞

佳木斯大学学报(自然科学版) 2012年6期
关键词:实验

张 菲, 张玉军, 孙凯霞

(哈尔滨学院理学院物理系,黑龙江哈尔滨150086)

0 引言

在用β粒子验证动量与动能相对论关系实验中,实验数据的处理方法主要有平均磁场法和主径迹法,其中平均磁场法即认为整个磁场是完全均匀的,这种方法要求学生对每一个数据都要经过反复的代入和修正,并且学生通常利用计算器手工处理实验数据,数据处理比较繁琐,计算量很大.主径迹法是实验仪器上配套软件所提供计算方法,该方法计算结果较为精确,但是这种方法不利于学生对该实验的理解和掌握.同时这个实验对教师来说,批改实验报告的难度也很大,因为学生的数据是在一定的范围内不定点测量所得到的,而且计算过程复杂,中间数据较多,一旦结果有误,教师很难发现问题出现在哪里.然而利用Matlab,并选择适当的计算方法进行编程来处理实验数据就可以解决上述学生和教师所遇到的问题.本文旨在介绍通过Matlab对该实验数据处理过程进行编程的新方法.

1 实验装置及实验数据

实验采用同济大学RES系列相对论效应实验谱仪[1-3],实验数据选用 RES 系列相对论效应实验谱仪教学实验指书中的数据.对NaI(T1)闪烁探测器的能量定标数据和单电子动能和动量的测量数据分别如表1和表2所示.

其中β源的位置为X0=10cm、平均磁场为642.8Gs.Xi为NaI(T1)闪烁探测器测量位置,Ri为回转半径,CHi单能电子峰道数.

2 实验数据处理

2.1 能量定标

利用Matlab中提供的多项式拟合函数polyfit[4]对表1数据进……

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