Cserenkov-sugárzás, sugárzás,

A Szilárd Leó Fizikaverseny kísérleti feladatai

A verseny felépítése Selejtező

(3 órás feladatsor, 10 feladat, a tanárok javítják, a továbbküldött dolgozatokat a versenybizottság felüljavítja) 350350400 résztvevő, 6565-90 iskolából Döntő, 20 felsőéves, 10 alsóéves – Feladatsor – Számítógépes szimulációs feladatok – Mérés MAFIOK 2010. augusztus 25.

Ujvári Sándor Óbudai Egyetem AREK

2

Szimulációk Millikan

kísérlete Ciklotron működtetése Urándúsítás diffúzióval PWR reaktor üzemeltetése Reaktor kritikus zónájának tervezése Ipari tomográfia

MAFIOK 2010. augusztus 25.


3

Szilárd verseny A

feladatok csoportosítása

– Téma szerint: 84 feladat, 19 típus – Komplexitás szerint: 42 közepes, 35 egyszerű, 7 komplex – Megoldási lehetőség szerint: 40 szöveges, 29 számolós, 15 vegyes – Itemek száma szerint: 3,4 átlagos itemszám MAFIOK 2010. augusztus 25.


4

Feladatok csoportosítása téma szerint atommagok,

nehéz atommagok, izotópok, radioaktivitás, bomlási sorok, radioaktív órák, detektorok, orvosi fizika, sugárvédelem, maghasadás, reaktorok, asztrofizika, radon, fúzió, milyen lenne a világ, környezetvédelem, fizikatörténet, részecskefizika, szórási kísérletek, Cserenkov--sugárzás, Cserenkov kvantummechanika, ComptonComptoneffektus.



5

Feladatok csoportosítása jelleg szerint

Elméleti – Milyen lenne a világ, ha a neutron tömege megegyezne a protonéval?

Kiszámolandó – Egy erőmentes R sugarú merev falba zárunk egy elektront. Becsüljük meg, hogy mekkora nyomást fejt ki a gömb falára az elektron kvantumos mozgásából adódóan? (Ezt szokták Scrődinger--nyomásnak nevezni.) Scrődinger – A becslést felhasználva határozzuk meg azon gömbök sugarát, amelyek belsejében csak egyegy-egy elektron tart egyensúlyt a külső légnyomással.

Elméleti és kiszámolandó – A rádium bomlása során egy 3,7543.10 3,7543.10--25 kg tömegű radon atommag és egy 6,6447.106,6447.10-27 kg tömegű α - részecske keletkezik. Az α – részecske 1,517.107 m/s sebességgel lép ki. Az elmélet szerint a bomlás során 7,78.107,78.10-13 J energia szabadul fel. – Ténylegesen ekkora a keletkező α – részecske mozgási energiája? Ha igen, miért, ha nem akkor mi lehet az oka?



6

Kísérleti feladatok évenként 1998

Természetes eredetű radioaktív elemek vizsgálatavizsgálata- Radioaktív anyag helymeghatározása 1999 Porkeverék káliumkálium-klorid (KCl) tartalmának meghatározása 2000 Ásványi por radioaktivitásának mérése--Felezési idő mérése mérése



7


γ-abszorpciós gyengülési együtthatók mérése 2002 Tórium Tórium--β-forrás radioaktív sugárzásának vizsgálata 2003 Porkeverék káliumkálium-klorid (KCl) tartalmának meghatározása



8


β-sugarak különböző fémlemezekről történő visszaverődésének vizsgálata 2005 Planck Planck--állandó mérése LEDLED-ek segítségével 2006 Természetes eredetű radioaktív elemek vizsgálata 2007 β-sugárzás energiájának nagyságrendjére adott becslés



9


Elektromágneses keringető szivattyú modellje 2009 Galvanizálás hatásfokának meghatározása 2010 Elektron fajlagos töltésének meghatározása „varázs„varázs-szem” segítségével



10



11

A megoldás eredményessége

Átlag 9-10

4,7

Megoldás % 18,8

11--12 11

15,1

60,2



Szórás

6,8

4,3

12

Béta sugárzás átlagos energiájának becslése



13

Béta sugárzás átlagos energiájának becslése



14

Az eredmény 60 50 40 Adatsor1

30

Adatsor2

20 10 0 -40

-20


0

20


40

15

Elektron fajlagos töltésének mérése „varázsszem”„varázsszem”-mel



16




17




18

Szilárd verseny A versenyek összesített eredménye 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

9-10 oszt. 11-12 os zt.

1999

2000


2001

2002

2004


2005

19

Szilárd verseny Megoldások eredménye: – 2001 2001--ben 77,7 % – 2004 2004--ben 44,5 % A feladatok összessége ebből a szempontból jól megfelel a célnak, maga a verseny nem túl könnyű és nem túl nehéz, a feladatok megoldhatóak, de nem mindenki tudja őket megoldani.



20

Cserenkov-sugárzás, sugárzás,

Recommend Documents