Workshop Erfahrungsaustausch Cosmic

Präsentation zum Thema: "Workshop Erfahrungsaustausch Cosmic"—  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 Beschreibung Detektoren und deren Komponenten

4 Das Unsichtbare erforschen
Experimente zur Messung kosmischer Teilchen

5 Das Unsichtbare erforschen
Das Szintillationszähler-Experiment Der Detektor Bestandteile: Szintillator, Lichtleiter, Photomultiplier, Hochspannungsversorgung

6 Szintillator Szintillationslicht:
geladene Teilchen regt Atome im Szintillatormaterial an bei Abregung wird Licht emittiert

7 Lichtleiter nutzt den Effekt der Totalreflexion
eine Totalreflexion tritt ein, wenn Licht von einem optisch dichteren Medium (n1) unter einem Winkel größer oder gleich dem Grenzwinkel der Totalreflexion auf die Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium (n2) fällt Grenzwinkel der Totalreflexion:

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 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 Cherenkov-Licht entsteht, wenn sich ein geladenes Teilchen schneller als Lichtgeschwindigkeit in dem jeweiligen Medium bewegt dadurch entsteht ein Lichtkegel (ähnlich Überschallknall in Luft) Cherenkov-Effekt ähnlich dem Überschallknall in Wasser, Eis oder Luft möglich Cherenkov-Licht in einem Nuklearkraftwerk

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 Untersuchungs-möglichkeiten

13 Untersuchungsmöglichkeiten
Ratenmessung (Untersuchung mit statistischen Mitteln) Untersuchung von verschiedenen Bedingungen wie Temperatur und Luftdruck Winkelabhängigkeit der kosmischen Strahlung

14 Ergebnis Schülerarbeit

15 Untersuchungsmöglichkeiten
Ratenmessung (Untersuchung mit statistischen Mitteln) Untersuchung von verschiedenen Bedingungen wie Temperatur und Luftdruck Winkelabhängigkeit der kosmischen Strahlung Einfluss von Absorbermaterialien

16 Ergebnis Schülerarbeit

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 Vorhandene Materialien

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)

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 an

22 Veranstaltungsformate Cosmic
Netzwerk Teilchenwelt Veranstaltungsformate Cosmic

23 Stufenprogramm im Netzwerk Teilchenwelt

24 Netzwerk Teilchenwelt – Cosmic Projekt
Offene Baustellen

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