تجربة عداد جايجر – امتصاص إشعاعات α وβ وγ وقانون التربيع العكسي

ماذا تعرض

تختلف إشعاعات ألفا وبيتا وغاما في قدرتها على النفاذ. توقف جسيماتِ ألفا ورقةٌ أو بضعة سنتيمترات من الهواء، وتوقف جسيماتِ بيتا بضعة مليمترات من الألومنيوم، أما أشعة غاما فلا يوقفها الرصاص بل يضعفها تضاؤلًا أسيًا مع سماكته. ويكشف أنبوب جايجر–مولر الإشعاع الخلفي أيضًا، فيجب قياسه وطرحه. والاضمحلال الإشعاعي عشوائي، لذا تتغير كل قراءة؛ وإطالة زمن العد تكبّر N وتصغّر عدم اليقين النسبي 1/√N. وفي أشعة غاما ينخفض معدل العد المصحح وفق مقلوب مربع المسافة، فيكون منحنى 1/√C مقابل d خطًا مستقيمًا.

طريقة الاستخدام

اضغط «عدّ الإشعاع الخلفي»، ثم اختر «المصدر» و«المادة الماصة» و«السماكة»، واضبط «المسافة d» و«زمن العد»، واضغط «ابدأ العد»؛ فتُضاف كل نتيجة إلى الجدول. السرعة «فوري» تجمع البيانات بسرعة. في تبويب «التربيع العكسي» عُدّ مصدر γ عند عدة مسافات واقرأ e من منحنى 1/√C مقابل d. وفي تبويب «المجالات» اختر «مغناطيسي» أو «كهربائي» وغيّر شدة المجال.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة الامتصاص, التربيع العكسي (γ), الانحراف في المجالات
• المصدر المشع α (من نوع Am-241), β (من نوع Sr-90), γ (من نوع Co-60)
• المادة الماصة بدون, ورق, ألومنيوم, رصاص
• سماكة المادة الماصة 0.1–50 mm
• المسافة d بين المصدر والأنبوب 1–60 cm
• زمن العد 10 s, 30 s, 60 s, 100 s, 300 s
• نوع المجال (شاشة المجالات) مجال مغناطيسي, مجال كهربائي
• كثافة الفيض المغناطيسي B 0–200 mT
• الجهد V بين اللوحين 0–50 kV

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يجب قياس معدل العد الخلفي وطرحه قبل المقارنة بين المواد الماصة؟
2. كم مليمترًا من الألومنيوم توقف جسيمات بيتا تمامًا تقريبًا، وكيف يُضعف الرصاص إشعاع غاما؟
3. لماذا يكون منحنى 1/√C مقابل d خطًا مستقيمًا لا يمر بنقطة الأصل؟