Fysik

Afstandskvadratloven, radioaktivitet

30. april 2015 af MM4 - Niveau: B-niveau

Hej,

Jeg sidder med et problem i forhold til et fysikprojekt der omhandler radioaktivitet. Jeg forstår ikke rigtigt det her med afstandskvadratloven, så måske der er en der har lyst til at forklare det? 

Jeg har søgt på nettet, men jeg synes at den er forskellig alt efter hvilken side jeg kigger på. Jeg har bl.a. fundet denne:

I(R)=\frac{P0}{4*pi*R^2}

Jeg forstår at I(R) er intensiteten, der afhænger af afstanden til kilden, at R er afstanden og at P0 er måske er noget med effekten ved afstanden 0?

Jeg har udført et forsøg hvor jeg har målt henfald over en tidsperiode og afstand (og har så varieret afstanden), men jeg kan ikke få det til at passe med formlen. Kan I det?

I skal have tusinde tak på forhånd!!


Brugbart svar (1)

Svar #1
30. april 2015 af mathon

Du har forstået det rigtigt:

                                               I(R)=\frac{P0}{4\pi} *R^{-2}


Brugbart svar (0)

Svar #2
30. april 2015 af hstreg (Slettet)

Præcist hvilke fysiske størelser målte du i forsøget og hvilken slags kilde brugte du ?

Har du evt. en lab-vejledning eller logbog, som du kunne linke til?


Svar #3
30. april 2015 af MM4

Jeg brugte en gammakilde: Cæsium-137. 

Jeg optillede forsøget sådan at afstanden mellem kilden og GM-røret kunne reguleres. Jeg har forsøgt med forskellige afstande, og for hver af dem har min logger pro målt et strålingsantal. Jeg har lavet mange målinger for at kunne opstille en graf, men tre af dem er:

1 cm 296 stk

5,5 cm 50 stk

10 cm 24 stk 

Det er faktisk de eneste målinger jeg har fortaget, så jeg er lidt i tvivl om jeg mangler infomationer og bliver nødt til at forsøge igen for at kunne arbejde vidre 


Brugbart svar (0)

Svar #4
01. maj 2015 af Eksperimentalfysikeren

Jeg tror, du skal prøve igen. Prøv med flere afstande og angiv tælletiden. Prøv også at gå ud til større afstande og  tæl i længere tid, så statistikken bliver bedre.

1cm kan være i underkanten. hvis kilden er mere end ca 1mm i diameter, passer afstandskvadratloven ikke. (Hvis kilden er f. eks. 1m i diameter, vil målingen være uafhængig af afstanden op til omtrent 1m fra kilden.)

Om selve loven: Den stråling, der kommer fra en punktformig kilde og går gennem en flade med arealet A vinkelret på strålingen i afstanden r, vil i afstanden 2r gå gennem en flade, der har samme form som den første flade, men er ganget på med 2 i begge de to retninger vinkelret på strålingsretningen, så dens areal er 4A. Tilsvarende med 3r og 9A osv.


Svar #5
01. maj 2015 af MM4

Altså jeg har målt over 10 sek, hvilket nok var lidt i underkanten. Men jeg har forsøgt og målt flere afstande end bare de tre :)

Hvad skyldes det at afstandskvadratloven ikke passer hvis kilden er mere end 1mm i dm? Og findes der en anden formel/lov jeg skal bruge istedet så?

Jeg er lidt i tvivl om jeg overhoved har nok oplysninger til at bruge formlen, for jeg kan ikke lige se hvordan jeg beregner P0 eller I(r) så jeg kun har en ubekendt. 


Brugbart svar (1)

Svar #6
01. maj 2015 af Eksperimentalfysikeren

Hvis kilden har en stor flade, vil detektoren kun kunne "se" en lille del af fladen og dermed strålingen, når den er tæt på kilden. Når den kommer længere væk, sker der to ting. 1) Den del af kilden, som detektoren kunne se, giver mindre stråling til kilden (resten går udenom), og 2) detektoren kan "se" et større stykke af kilden og får derfor stråling fra et større område. Så længe detektoren ikke kan se kanten af kilden, vil de to ting ophæve hinanden og tællingerne bliver uændrede. Når detektoren kan se kanten af kilden, vil effekten 2) forsvinde og man går gradvist over i afstandskvadratloven. Man kan normalt regne med at overgangen er sket, når afstaden er mere end 10 gange diameteren af kilden.

Det, som afstandskvadratloven siger er, at den samlede stråling går ud gennem en kugleflade med radius R. Du måler med en detektor, der har et areal som sikkert er arealet af et cirkulært vindue i detektoren. Når du kender tælletallet i en bestemt afstand, kan du omregne det til et tal for hele kuglefladen ved at gange med forholdet mellem kuglefladens areal og arealet af din detektors vindue. Dermed har du P0.


Svar #7
01. maj 2015 af MM4

Okay, jeg tror at jeg har forstået det hele nu! I skal have tusinde tak for hjælpen! :)


Skriv et svar til: Afstandskvadratloven, radioaktivitet

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.