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20 - 30 Giugno 2005 Stage Residenziale 2005
Misura della massa dell’elettrone e della costante di Planck
G. BenedettiG. Benedetti11, M. Bonifazi, M. Bonifazi22, , M. CucchiM. Cucchi11, E. De Santis, E. De Santis33, P. , P. FerroFerro44, D. Lo Presti, D. Lo Presti33, S. Marcelli, S. Marcelli33, M. Palombini, M. Palombini55, , E. PognaE. Pogna22, , D. D.
RiccardiRiccardi66, M. Ronzoni, M. Ronzoni77, A. Russomando, A. Russomando44, F. Sussarello, F. Sussarello77, L. , L. ZezzaZezza22
3 3 Lic. Sc.Lic. Sc. B. Touschek B. Touschek - Grottaferrata- Grottaferrata
1 1 Lic. Sc.Lic. Sc. T. Levi Civita T. Levi Civita - Roma- Roma 2 2 Lic. Sc.Lic. Sc. Farnesina Farnesina - Roma- Roma4 4 Lic. Sc.Lic. Sc. F. d’Assisi F. d’Assisi - Roma- Roma
5 5 Lic. Sc.Lic. Sc. E. Amaldi E. Amaldi - Roma- Roma 6 6 Lic. Sc.Lic. Sc. C. Cavour C. Cavour - Roma- Roma7 7 Lic. Sc. Tecn.Lic. Sc. Tecn. Cannizzaro Cannizzaro - Colleferro- Colleferro
2
Misura della massa dell’elettrone
Apparato di misura
Spettri delle sorgenti 22Na, 60Co, 137Cs
Calibrazione in energia del MCA
Determinazione del Compton Edge del 137Cs
Calcolo di me e confronto con il valore teorico
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Apparato di Misura
E
NaIAmp. L.G.S.
M.C.A
Vmax = k E Vmax = G k E
L.G.S. = Linear Gate Stretcher
M.C.A = MultiChannel Analyzer
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22Na 137Cs
Spettri MCA
5
Spettri MCA
60Co
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Fitting Spettri MCA
Fit gaussiano dei picchi presenti negli spettri
g = A exp (x - x0)2
2 2¯{ }
x0 = valore centrale = varianza
La procedura di fitting consente di determinare i parametri fondamentali dello spettro sperimentale:
posizione del picco: x0 ±
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Calibrazione in Energia
dalla posizione dei picchi negli spettri determino calibrazione in energia dei canali del MCA note le energie teoriche dei fotoni emessi dalle varie sorgenti
Picco E teorica
(MeV)
x0 ± (chs MCA)
Na 0.511 1265.2 ± 66.1
Cs 0.662 1810.2 ± 59.9
Co 1 1.17 3138.3 ± 111.3
Co 2 1.33 3515.0 ± 150.9
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E teorica (MeV)
x(c
hs M
CA
)
Calibrazione in Energia
x = a E + b
a = 2752.4 ± 150.1 chs MeV-1
b = -77.0 ± 114.8 chs
Fit Lineare
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Compton Edge del Cesio
137Cs
C.E. corrisponde al caso in cui il fotone viene diffuso all’indietro, ovvero θ =
massima energia cinetica per l’elettrone
ECE = h1 + 2 ε
2 ε
θ
T
hh’
ε = hmec2
con:
10
Compton Edge del Cesio
Fit del Compton Edge del fotopicco del Cs: distribuzione di Fermi
f = B
1 + exp x - xCE
p { }
a cui, in base alla retta di calibrazione, corrisponde un’energia
ECE =xCE - b
a
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Compton Edge del Cesio
Calcolo dell’errore con cui è determinata ECE
xCE ± xCE a ± a b ± b
ECE
ECE
= { }1/2xCE)2 + (b)2
(xCE - b)2+
aa( )
2
Valore sperimentale: ECE = 494.3 ± 49.7 keV
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Calcolo di me
Noto ECE si calcola: mec2 = 2 EE
ECE
- 1( )
dove E indica l’energia teorica del fotopicco del Cesio (= 0.662 MeV)
con un errore: mec2 = 2
E
ECE
( )2
ECE
Valore sperimentale: mec2 = 449.1 ± 178.3 keV
da confrontare con il valore teorico di 511 keV
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