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核物理与粒子物理专题实验课程

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核物理与粒子物理专题实验课程详细信息
课程号
00437160
学分
3
英文名称
nuclear and particle physics experiment
先修课程
（1）近代物理实验（1）
（2）原子核物理
中文简介
本课程分为理论教学和实验教学两部分。课堂理论需要三次课，主要讲述射线与物质的相互作用，各种类型探测器的工作原理，基本的电子学仪器插件的功能及使用方法。实验部分开设10个实验(选做7个)，让学生通过实验学习粒子及射线的探测技术及测量方法，掌握一些带有共性的、基础的实验技能，并了解这些知识和技能在环境保护、核电领域及科学前沿中的应用。
8. 背散射法测薄膜厚度和杂质浓度（10学时）
9. 位置灵敏塑料闪烁体谱仪（10学时）
理论教学加实验操作。
平时实验加测试。
教学评估
许金艳：
本课程分为理论教学和实验教学两部分。两部分互相独立，有相互补充。理论教学部分共占20学时，实验教学部分共占60学时，具体分配如下：
理论教学部分
1．射线与物质的相互作用，包括gamma，beta，alpha及中子（7学时）
2．各种类型的探测器，包括气体探测器，闪烁体探测器和半导体探测器（7学时）
3．电子学仪器插件和测量方法的介绍，包括前置放大器，主放大器，单道，计数器及多道的原理简介（6学时）
英文简介
The course is divided into two parts: theory teaching and experiment teaching. Theory part takes three times, mainly illustrates the interaction of radiation with matter, the working principle of various type detectors, the basic function and applying method of basic electronics instrument. Seven out of Ten experiments will be performed for each student in the experimental part. By experiments, let the students learn the detection technology and measuring method of the particle and radioactive rays, master some common and basic experimental skills, understand the application of these knowledge and skills in environmental protection, nuclear power as well as in the frontier of science.
开课院系
物理
平台课性质
平台课类型
授课语言
中文
教材
自编讲义；
辐射物理,北京大学出版社,核物理实验方法,原子能院出版社,
参考书
教学大纲
本课程注重基础知识与实验的紧密结合，旨在帮助学生尽快熟悉核物理实验及粒子物理实验的基本组成，学习探测器的基本探测原理及使用方法，掌握基本的实验技能。
实验教学部分：
1．符合法测量放射源活度 或者 G-M计数器和核衰变统计规律（8学时）
2．NaI（Tl）γ闪烁谱仪 或者 β射线的吸收（9学时）
3．卢瑟福散射 或者 康普顿散射（9学时）
4. 介质表面氡析出率测量（9学时）
5. γ射线的吸收（8学时）
6. 半导体α谱仪及α粒子能量损失（9学时）
7. CsI 谱仪的能量分辨率研究（10学时）

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大学二年级物理学教案核物理与粒子物理学

大学二年级物理学教案核物理与粒子物理学

大学二年级物理学教案核物理与粒子物理学大学二年级物理学教案：核物理与粒子物理学引言：本教案旨在介绍大学二年级物理学中的核物理与粒子物理学。

通过系统的教学内容和适当的教学方法，帮助学生深入了解核物理和粒子物理的基本概念、原理和应用，培养学生的实验操作能力和科学思维能力，为进一步学习和研究物理学奠定坚实的基础。

一、核物理学1. 核物理学的基本概念1.1 原子核的组成和结构1.2 放射性核素的性质1.3 核反应和核能的概念2. 放射性衰变2.1 放射性衰变的基本特征2.2 放射性衰变方程的推导2.3 放射性衰变的应用举例3. 核能的利用3.1 核裂变和核聚变的基本原理3.2 核反应堆的工作原理和应用3.3 核能在日常生活中的应用二、粒子物理学1. 粒子物理学的研究对象和意义1.1 基本粒子的分类和描述1.2 粒子物理学的实验方法1.3 粒子物理学的研究进展和挑战2. 粒子物理学中的基本相互作用2.1 强相互作用的介绍和性质2.2 弱相互作用的介绍和性质2.3 电磁相互作用的介绍和性质2.4 引力相互作用的介绍和性质3. 粒子物理学的实验技术和设备3.1 粒子探测器的基本原理和分类3.2 加速器和探测器的工作原理3.3 粒子物理学实验中的数据分析和结果解读三、教学方法与评价1. 教学方法1.1 理论讲授和实验演示相结合1.2 小组讨论和学生互动1.3 实验操作和科学论文阅读2. 教学评价2.1 考试和测验评估学生的理论知识掌握情况2.2 实验报告和实验操作评估学生的实践能力2.3 小组讨论和课堂互动评估学生的思维能力和表达能力结论：通过本教案的学习，学生将全面了解核物理与粒子物理学的基本概念、原理和应用，培养实验操作能力和科学思维能力。

在今后的学习和研究中，学生将能够更深入地理解物理学中的核物理与粒子物理学，为相关领域的发展做出贡献。

参考文献：[参考文献 1][参考文献 2][参考文献 3][参考文献 4]。

CERN ROOT-粒子物理与核物理实验中的数据分析-第二讲.

CERN ROOT-粒子物理与核物理实验中的数据分析-第二讲.


如果还有其它额外的信息，应该给出不同的先
验概率。这种贝叶斯统计的特点必定是主观的。例 如，受检者有过吸毒历史。一旦验前概率改变，贝 叶斯定理就会告诉患病的可能性。对阳性结果的诠 释就会改变。
问题：能否构造含自变量的概率？
26/09/2020
2
随机变量与概率密度函数
假设实验结果为 x (记作样本空间中元素)的概率为
cx , o y ] E [ v x ( x ) [ y ( y ) E ] [ x ] y xy
相关系数定义为
xy
covx,[y],
xy
1xy1
如果 x，y 独立，即
f(x,y)fx(x)fy(y)
则
covx,[y]0
26/09/2020
23
举例：样本平均值
假设实验上研究一核素衰变寿命，在探测效率为100%的情况 下，每次探测到的寿命为 ti，一共测量了 n 次，求平均寿命 （也就是寿命的期待值）。
g(a)da f(x)dx dS dS a在[a,ada]内的x空间范围
x(ada)
g(a)da
f (x)dx
x(a)
x(a)dx da
da f(x)dx
x(a)
g(a) f(x(a)) dx da
26/09/2020
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函数的逆不唯一情况
假如 a(x) 的逆不唯一，则函数的 p.d.f. 应将 dS 中对应于 da 的所有 dx 的区间包括进来
下列各种情况给出的概率值是否是合理的：
1 ) P (A )1/3 ,P (B )1/3 ,P (C )1/3 2) P (A )0.64 ,P (B )0.38 ,P (C ) 0.02 3 ) P (A )0.35 ,P (B )0.52 ,P (C )0.26 4) P (A )0.57,P (B )0.24 ,P (C )0.19
核物理与粒子物理导论课件02放射性和核的稳定性

核物理与粒子物理导论课件02放射性和核的稳定性


N1 = N1(0)e−λ1t
A1(t) = λ1N1 = λ1N1(0)e−λ1t = A1(0)e−λ1t
对于 B
dN 2 dt
= λ1N1 − λ2N2
对此微分方程求解，容易求得：
N2(t) = λ
λ1 −λ
N1(0)(e−λ1t − e−λ2t )
子体 B 的放射性活ຫໍສະໝຸດ 为A2 (t)=λ2 N 2 (t)
A Z
X→
Z
+A1Y
+
e−
,
A Z
X→Z
−A1Y
+
e+
,
A Z
X
+
e−
→Z
−A1Y
其中 e-和 e＋分别代表电子和正电子。
β − 衰变相当于原子核的一个中子变成了质子；β + 衰变和轨道电
子俘获相当于原子核的一个质子变成了中子。
处于激发态的原子核要向基态跃迁，这种跃迁称为γ 跃迁。 在γ 跃迁中通常要放出γ 射线。因此，γ 射线的自发放射一般是伴 随α或β射线产生的。
第二章 放射性和核的稳定性
§2.0 核与粒子的不稳定性
核基态的不稳定性 — 核转变（β、α） （弱作用和 库仑作用）
激发态的不稳定性 — γ衰变（电磁作用）
共振态衰变 — 粒子发射（强作用或核作 用）
§2.1 放射性衰变的基本规律
1．放射性的一般现象
原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。能自发地放射 各种射线的核素称为放射性核素(radioactive nucleus)，也叫不稳定的 核素(unstable nucleus)。放射性现象是由原子核的内部变化引起的。
=
λ1λ2 λ2 − λ1
10粒子物理和核物理实验1解析

10粒子物理和核物理实验1解析


基本要求及评分标准
基本要求：
掌握核与粒子物理实验的基本概念，掌握粒子与物质 相互作用的基本规律，各种粒子被探测的基本原理。
根据实验要求，会选择粒子探测器。 确定采用的探测方法和技术，设计粒子探测系统，并
给出探测系统原理方框图。
评分标准 平时作业 30% 期末考试（闭卷）70%
参考书目和学术刊物
“小宇宙”和“大宇宙”
人类对两个极限尺度的物质世界—“小宇宙”和“大宇宙”—不断 认识的历史是人类文明发展史的重要组成部分。
作为物质结构的“小宇宙”，两千多年前就有了古希 腊哲学家德谟克里特的朴素原子论。德谟克利特等根 据有关各种自然现象的思辩性的考虑，提出了原子论 的想法试图以之来阐明宇宙见形形色色的自然现象。 他们认为：宇宙间存在一种或多种微小的实体，叫做 “原子”（现在欧洲各国文字中的“原子”都来源于 希腊文“atomos”，是“不可分割”的意思），这些原 子在虚空中运动着，并可以按照各种不同的方式互相 结合或重新分散。虽然在这种意义上的原子论远远不 是人们今天所了解的严密的科学理论，但它与现代科 学的结论比较吻合。
1590年和1609年先后出现的显微镜和望远镜使人们得以在两个 尺度方面超出了肉眼范围， 它们正是人类首先使用的可见光探 测器，它们开始使人类对“小宇宙”和大宇宙的探索逐步走上现 代实验科学的轨道。
1895年德国物理学家伦琴在无可见光条件下发现胶片感光从而 发现X射线和1896年法国物理学家贝克勒尔由钾铀硫酸盐使感 光片变黑的现象发现了β射线可以作为粒子探测器历史的开端。
粒子探测器的统计性质和实验数据处理知识将 在粒子物理和核物理实验（2）介绍
学习目的和意义
培养掌握各种粒子探测技术的专门人才。 了解掌握粒子与物质相互作用的物理过程和基