Gammastrahlen 2 - Absorption in Materie
Es gehört zum Allgemeinwissen, dass Gammastrahlen von Blei absorbiert werden. Dabei ist die Absorption ein stochastischer Prozess: Jedes Gammaquant hat eine Chance, eine bestimmte Materialschicht zu durchdringen und
dieselbe Chance für eine darauf folgende, gleiche Schicht. Es hat sich beim Durchgang durch die erste Schicht nicht verändert. Die Wahrscheinlichkeit,
beide Schichten zu durchdringen, ist das
Produkt der Einzelwahrscheinlichkeiten. Aus dieser Überlegung ergibt sich mathematisch, dass die Intensität beim Durchgang durch unterschiedlich dicke Schichten exponentiell mit der Schichtdicke abnehmen sollte. Mit der gezeigten Anordnung und unserem Radiumpräparat wurde 2007 eine ausführlichere Messreihe mit Bleischichten von 5mm bis 35mm durchgeführt. Der Abstand zwischen Präparat und Quelle betrug immer 20cm. Der
Nulleffekt war am selben Tag bereits für ein anderes Experiment bestimmt worden. Er betrug 256 Impulse in 1200 Sekunden. Für jede Schichtdicke d (in mm) wurden zwei Messungen (n1, n2) für jeweils 5 Minuten durchgeführt. Die Tabelle zeigt die Impulszahlen innerhalb von 5 Minuten. Um mit Sicherheit keine Störungen durch β-Strahlen zu haben, wurden Absorber und Magnet weiter verwendet.
| d/mm | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| n1 | 629 | 429 | 400 | 376 | 285 | 239 | 205 |
| n2 | 625 | 472 | 387 | 334 | 266 | 234 | 196 |
Aufgabe 1: Untersuche die angegebenen Daten mit einem Tabellenkalkulationsprogramm. Berücksichtige bei den Messungen den Nulleffekt und mittele die beiden Messreihen. Da wir kein Auge für eine exponentielle Abnahme haben aber sehr wohl eines für eine gerade Linie, empfiehlt sich eine logarithmische Darstellung der aufbereiteten Werte: log(n) gegen d. Sie sollte eine fallende Gerade ergeben.
Aufbauhinweise
