相對(duì)論效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)與分析討論

周霞 鄺家星 陳忠陽(yáng) 魏源 馬丹陽(yáng)

摘 要：快速電子驗(yàn)證相對(duì)論效應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生透徹的了解掌握相對(duì)論有著重要的幫助。此文分析了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置不足之處，針對(duì)不足之處對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置做出了幾點(diǎn)改進(jìn)，并通過(guò)前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的，更好的驗(yàn)證了相對(duì)論效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：快速電子; 相對(duì)論效應(yīng); 實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642.3? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2019）10-136-001

1.引言

狹義相對(duì)論討論的是高速物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生對(duì)相對(duì)論概念很難有清晰的認(rèn)識(shí)。用快速電子驗(yàn)證相對(duì)論效應(yīng)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生有感性的認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)裝置具有入射粒子垂直度不夠高;真空度不夠;移動(dòng)探頭產(chǎn)生讀數(shù)誤差等缺點(diǎn)。本文將針對(duì)這幾點(diǎn)提出對(duì)裝置的改進(jìn)意見(jiàn)。

改進(jìn)二：同時(shí)我們重新設(shè)計(jì)了真空系統(tǒng)，利用二級(jí)機(jī)械泵將磁譜儀真空盒與油擴(kuò)散泵內(nèi)的真空度降到10-1Pa，然后打開(kāi)油擴(kuò)散泵的冷卻水，接通擴(kuò)散泵熱電源，使被抽氣體分子越過(guò)界面被前級(jí)泵（機(jī)械泵）抽走。通過(guò)上述改進(jìn)，磁譜儀真空盒內(nèi)的真空度可達(dá)到10-5Pa，從而有效減少空氣分子與入射粒子的碰撞。[3]

改進(jìn)三：由于傳統(tǒng)裝置是手動(dòng)控制探頭，必然會(huì)造成誤差。所以，我們利用加裝在閃爍探頭上的步進(jìn)電機(jī)（將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€位移），以此確保閃爍探頭等間隔移動(dòng)，有效避免實(shí)驗(yàn)者操作誤差，同時(shí)也方便數(shù)據(jù)處理及作圖。[3]

基于以上三點(diǎn)改進(jìn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)得到的數(shù)據(jù)能更精準(zhǔn)地驗(yàn)證快速電子的能量與動(dòng)量的相對(duì)論關(guān)系。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)三點(diǎn)改進(jìn)（使用Pb準(zhǔn)直器提高放射源入射粒子的垂直度;提高真空盒的真空度;在探頭處添加步進(jìn)電機(jī)減小讀數(shù)誤差），我們更精確地驗(yàn)證了快速電子動(dòng)量和動(dòng)能的相對(duì)論關(guān)系，讓學(xué)生對(duì)抽象的理論有感性的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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