Statistické rozdělení počtu částic emitovaných při beta rozpadu.

Metodický list pro badatelskou aktivitu 3

Do tabulky níže rozpracujte jeden zcela konkrétní námět aktivity.

Téma

Tematický celek


Atomová a jaderná fyzika

Počet žáků

Skupina po dvou u PC

Věk žáků

14+

Pomůcky

Souprava Gama-Beta

Stručný popis aktivity s využitím přístroje

Po sestavení detektoru radioaktivity ze soupravy Gama-Beta (je možné použít i např. detektor radioaktivity ze soupravy Vernicer a další) a otevření zářiče budou žáci měřit stopkami určitý časový interval a počet částic zachycených detektorem za tuto dobu. Dobu je potřeba zvolit tak, aby byl počet zachycených částic cca 6. Měření se bude opakovat deset minut a bude se zaznamenávat, kolikrát byly zachyceny dvě částice, kolikrát tři, čtyři atd. Možné získané hodnoty:

Počet částicKolikrát zachyceno
0 3
1 5
2 24
3 53
4 74
5 78
6 61
7 43
8 25
9 13
10 6
11 6
12 3
13 4
14 1
15 0
16 1

 Tyto hodnoty žáci vynesou do grafu:

poisson v excelu

Je vidět, že rozdělení není symetrické kolem střední hodnoty. Nejpravděpodobnější hodnota není hodnotou střední. Toto rozdělení se nazýzá Poissonovo. Objevuje se všude tam, kde zkoumáme počet na sobě nezávislých jevů za určitý čas. S tímto rozdělením se setkáme, např. pokud bychom počítali studenty vcházející za určitý časový interval do budovy, u projíždějících aut apod.

Do dalšího grafu můžeme zobrazit teoretický průběh pravděpodobnosti počítaný vzorcem poisson vzorec, kde lambda se spočte jako podíl součtu součinů počtu zachycených částic a četností a součtu četností, x je počet zachycených částic. Teoretický průběh může vypadat následovně:

Poissonovo rozdělení teoreticky

Vhodné místo

Běžná učebna, počítačová učebna

Cíle aktivity

Žáci budou schopni popsat statistickou závislost počtu zachycených částic za časový interval

Rozvíjené kompetence

Kompetence k řešení problémů, k učení, pracovní

Předchozí znalosti

Základní znalosti stavby atomu

Časový plán

Fáze činnosti s přístrojem

Metody a formy, motivace


0-10

Vysvětlení obsluhy Geigerova počítače


10-20


Měření a evaluace

Hodnocení

Žáci budou hodnoceni podle stupně splnění pokynů

Návaznosti

Na tuto aktivitu navazuje...

Poznámky

http://www.cez.cz/cs/vyzkum-a-vzdelavani/pro-pedagogy/materialy-pro-vyuku/gamabeta/3.html