FA2 — Fehleranalyse 2
(PV — Poisson-Verteilung)

Betreuer: ??? (vor- und nachmittags)

1. Nennen Sie drei Arten radioaktiven Zerfalls.
2. Wie werden die Entstehungsarten von Radionukliden unterschieden/genannt?
3. Bei einem radioaktiven Stoff werden in Δt=1s (ca.) 32000 Impulse gemessen, nach 600s werden unter gleichen Bedingungen (ca.) 1000 Impulse gemessen, wie groß ist die Halbwertszeit des Stoffes?
4. Bei einem Versuch werden N=10000 Impulse gemessen, wie groß ist der Fehler?

1. Einheit der Aktivität und Herleitung aus SI-Basiseinheit (2 Punkte).
2. Beschreiben Sie die Arbeitsweise eines GMZ (3 Punkte) (Hinweis: Stoßionisation unbedingt erwähnen!)
3. Geben Sie den Fehler für N=10013 Impulse an! (1 Punkt).
4. Noch eine statistische Frage: Wie kann man eine Häufigkeitsverteilung bzw. Summenhäufigkeitsverteilung für eine Messreihe erzeugen? Wie kann man zeigen dass das statistisch rein ist.

1. Nennen Sie die drei Arten der Kernumwandlung (radioaktiver Zerfall).
2. Geben Sie die allgemeine Gleichung oder ein Beispiel an!
   1. α-Zerfall
   2. β⁻-Zerfall
   3. β⁺-Zerfall
3. Nennen Sie die beiden Arten der natürlichen Radionuklide!
   (Also premordiale Nuklide (das sind die Dinger die schon ziemlich alt sind, entstanden vor unserem Sonnensystem) und kosmogene Radionuklide (werden immer wieder neu gebildet z. B. C₁₄))
4. Berechnen der Halbwertszeit aus Messung1. N=10000 oder 32000 (Werte sind nur Richtwerte, schwanken ±50) und Messung2 N=1000 (ditto). Vergangene Zeit zwischen den Messungen 10min! (nicht großartig rechnen. Einfach 2er-Potenzen durchgehen. Bei 10000 sind etwa 3 Halbwertzeiten vergangen, also T_1/2=3 min, bei 32000 sind 5 Halbwertzeiten vergangen, also T_1/2=2 min)
5. Geben Sie den absoluten Fehler von einer gemessenen Teilchenzahl N=10000 (±) an.
   (Also Wert als Durchschnitt betrachten N=N(mean) und dann N(mean)^½=σ=ΔN(mean). Fehler=N(mean)÷(2·σ)·100%. — Da kommt was um die 2% raus!)

Hinweise

Vor dem Versuch sollte man sich dringend mal mit Origin 6 auseinandersetzen! (Origin ist auf dem PC-Pool im Physik-Gebäude vorinstalliert)

Grobe Arbeitsschritte:

• Einsatzspannung wird bestimmt und damit die grobe Arbeitsspannung festgestellt
• Die 4-molare KCO₂-Lösung und Wasser werden mit je t=300s gemessen
• Zu erstellen sind für beide Messungen folgende Diagramme:
  • Wahrscheinlichkeit gegen gemessene Werte mit 2
  • Gauss- und Poissonverteilung des jeweiligen Erwartungswertes im Vergleich zu den gemessenen Werten mit 2
• Es ist wirklich eminent wichtig, sich mit Origin 6.0 auszukennen, da die beiden Messreihen (1. hohe Zählrate, 2. Nulleffekt) damit bearbeitet werden, die Gauß- bzw. Poisson-Verteilung eingezeichnet, dann ausgedruckt und zum Protokoll dazugeheftet wird.

• Ein Script zu Stochastik (ZIP-Datei, enthält PS und PDF; ca. 780kB)
• Ein Link zum Versuch

Nicht gemeinfreie Teile dieses Werks bzw. Inhalts sind lizensiert unter der Creative Commons Namensnennung-Nicht-kommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland License.
Parts of this work or content not in public domain are licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Germany License.