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Workshop Erfahrungsaustausch Cosmic Vorhandene Materialien Mögliche Messungen Offene Baustellen.

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Präsentation zum Thema: "Workshop Erfahrungsaustausch Cosmic Vorhandene Materialien Mögliche Messungen Offene Baustellen."—  Präsentation transkript:

1 Workshop Erfahrungsaustausch Cosmic Vorhandene Materialien Mögliche Messungen Offene Baustellen

2 Mögliche Workshop-Inhalte: Beschreibung Detektoren Mögliche Messaufgaben Unterrichtskonzepte Wo und welche Materialien gibt es? Woran muss weiter gearbeitet werden? Was kann verbessert werden? Welche Erfahrungen wurden gemacht?

3 BESCHREIBUNG DETEKTOREN UND DEREN KOMPONENTEN Kamiokannen- und Szintillationszähler-Experiment

4 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 4 Das Unsichtbare erforschen Experimente zur Messung kosmischer Teilchen

5 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 5 Das Unsichtbare erforschen Das Szintillationszähler-Experiment Der Detektor Bestandteile: > Szintillator, Lichtleiter, Photomultiplier, Hochspannungsversorgung

6 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 6 Szintillationslicht: > geladene Teilchen regt Atome im Szintillatormaterial an > bei Abregung wird Licht emittiert Szintillator

7 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 7 Lichtleiter > nutzt den Effekt der Totalreflexion > eine Totalreflexion tritt ein, wenn Licht von einem optisch dichteren Medium (n 1 ) unter einem Winkel größer oder gleich dem Grenzwinkel der Totalreflexion auf die Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium (n 2 ) fällt > Grenzwinkel der Totalreflexion:

8 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 8 Der Photomultiplier > Photoeffekt wird genutzt (Einstein lieferte Erklärung) > Photon erzeugt an Photokathode ein Elektron, dieses wird im PMT vervielfacht und es entsteht eine messbare Spannung

9 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 9 Das Unsichtbare erforschen Das Szintillationszähler-Experiment Der Detektor > beim Durchgang eines kosmischen Teilchens wird Detektormaterial angeregt und Szintillationslicht emittiert > Szintillator wird über Lichtleiter ausgelesen → Totalreflexion > PMT wandelt Info des schwachen Lichtsignals in ein elektronisches Signal um > aus einem optischen Signal wird ein elektronisches Signal

10 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 10 > entsteht, wenn sich ein geladenes Teilchen schneller als Lichtgeschwindigkeit in dem jeweiligen Medium bewegt > dadurch entsteht ein Lichtkegel (ähnlich Überschallknall in Luft) Cherenkov-Licht in einem Nuklearkraftwerk Cherenkov-Effekt ähnlich dem Überschallknall Cherenkov-Licht > in Wasser, Eis oder Luft möglich

11 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 11 Das Unsichtbare zählen Das Kamiokannen-Experiment Der Detektor > wassergefüllte Thermoskanne > Photomultiplier (PMT) schaut in Kanne > beim Durchgang eines kosmischen Teilchens wird Cherenkov-Licht emittiert > PMT wandelt Info des schwachen Lichtsignals in ein elektronisches Signal um > aus einem optischen Signal wird ein elektronisches Signal

12 UNTERSUCHUNGS- MÖGLICHKEITEN Kamiokannen- und Szintillationszähler-Experiment

13 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 13 Untersuchungsmöglichkeiten > Ratenmessung (Untersuchung mit statistischen Mitteln) > Untersuchung von verschiedenen Bedingungen wie Temperatur und Luftdruck > Winkelabhängigkeit der kosmischen Strahlung

14 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 14 Ergebnis Schülerarbeit

15 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 15 Untersuchungsmöglichkeiten > Ratenmessung (Untersuchung mit statistischen Mitteln) > Untersuchung von verschiedenen Bedingungen wie Temperatur und Luftdruck > Winkelabhängigkeit der kosmischen Strahlung > Einfluss von Absorbermaterialien

16 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 16 Ergebnis Schülerarbeit

17 Carolin Schwerdt | Einstein-Gymnasium Neuenhagen | | Seite 17 Untersuchungsmöglichkeiten > Ratenmessung (Untersuchung mit statistischen Mitteln) > Untersuchung von verschiedenen Bedingungen wie Temperatur und Luftdruck > Winkelabhängigkeit der kosmischen Strahlung > Einfluss von Absorbermaterialien > geplant: Geschwindigkeit und Lebensdauer Myon

18 VORHANDENE MATERIALIEN Kamiokannen- und Szintillationszähler-Experiment

19 Vorhandene Materialien wir haben 2 Experimente: Szintillatoren und Kamiokannen → Datennahme mit Muonic, Kamiokannen-Software oder eigenen Skripten möglich Webseiten zum Thema: zeuthen.desy.de/angebote/kosmische_teilchen/schuelerexperi mente/index_ger.html

20 Vorhandene Materialien Anleitung Muonic DAQ-Karte User Manual techn. Bedienungsanleitung Szintillatoren Kurzanleitung zur Bedingung der Kamiokanne + Software zur Datenauswertung Webseite mit Fragen zum Themengebiet (für Jugendliche zur Erarbeitung & Orientierung Themengebiet) zeuthen.desy.de/angebote/kosmis che_teilchen/schuelerexperimente/ e53710/index_ger.html zeuthen.desy.de/angebote/ kosmische_teilchen/grundl agen/index_ger.html

21 Vorhandene Materialien Ausleihscheine für Verleih Experimente an Schule 100 Jahre kosmische Strahlung – Booklet und Poster zur Historie Datenauswertung Szintillationszähler-Experiment ohne Muonic Skripte zur Auswertung einer Lebensdauermessung und Geschwindigkeitsmessung Backup Computerinstallation dex.php?page=Board&boardID=29 an

22 VERANSTALTUNGSFORMATE COSMIC Netzwerk Teilchenwelt

23 Carolin Schwerdt | Messung kosmischer Teilchen | | Seite 23 Stufenprogramm im Netzwerk Teilchenwelt

24 OFFENE BAUSTELLEN Netzwerk Teilchenwelt – Cosmic Projekt

25 Offene Baustellen Schauermessung mit Szintillatoren vertiefende Lebensdauer- und Geschwindigkeitsmessung (z.B. auch im F-Praktikum) Woran muss weiter gearbeitet werden? Was kann verbessert werden? Welche Erfahrungen wurden gemacht? Entwurf einer Astroteilchen-Masterclass


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