王思广，罗棱尹，张戈辉，章立诚，刘晓楠，贾春燕

(北京大学 物理学院 核物理与核技术国家重点实验室，北京 100871)

β粒子的能量损失主要有电离、辐射以及多次散射3种方式[1]，β粒子穿过一定厚度的材料后强度及能量都会减弱. 在近代物理中，研究β粒子在材料中的衰减能够帮助学生深入探究β粒子与物质的相互作用. 笔者基于Geant4软件包开发了软件betaSim，其可用于模拟北京大学物理学院近代物理实验课程中开设的“β粒子检验相对论的动量-动能关系”[2]和“准单能β射线在空气及铝膜中的衰减”[3]实验. 该软件可模拟β粒子在磁场中的偏转及在空气、铝片中的衰减，学生可以不受时间、地点以及实验条件的限制自行开展模拟实验，具有安全、高效且经济的特点. 通过模拟实验，学生能更好地理解实验过程并对粒子物理与原子核物理学科中用途广泛的Geant4[4-6]模拟软件有所了解. 国内很多大学都开设了对应的课程[7-9]，部分学校也进行了仿真模拟. 例如实验空间http://www.ilab-x.com/上由徐志君老师开发的“核辐射防护及快速电子动能与动量相对论关系的验证”(浙江工业大学)、徐音老师开发的“核衰变及高速带电粒子动能动量测量”(南开大学). 这些教学基于网页运行，且注重于实验过程，相比之下本模拟为学生提供所有的代码，更有利于学生深入研究模拟技术的细节.

1 实验原理及装置

1.1 实验原理

图放射源能谱图

实验中利用β粒子在已知磁感应强度的均匀磁场内的偏转半径测量……