Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ С ВЕЩЕСТВОМ · ОНЛАЙН

Энергия и пробег заряженной частицы в приближении — в геометрии рассеяния под углом

Энергия и пробег заряженной частицы в приближении — в геометрии рассеяния под углом. Энергия уменьшается по степенной модели dE/dx = −ρS₀z²(1 МэВ/E)^α. Интеграл даёт остаточную энергию и пробег; импульс и скорость вычисляются релятивистски. Это приближённая модель остановки по заданному тормозному коэффициенту, не полноценная таблица PSTAR, ESTAR или SRIM; торможение может резко меняться с энергией. В данном варианте рассматривается случай для наклонной геометрии наблюдения; расчёт включает 8 измеряемых величин.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚛
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
Используется в физическом балансе расчётной модели; единицы указаны в названии поля.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Регистрация и взаимодействие частиц — GPT-02-08

Начальный импульс частицы, МэВ/c432,486895
Начальная скорость, доля c0,115225
Полный пробег в первом материале, см5,787037
Энергия на выходе, МэВ23,967057
Потеря энергии в слоях, МэВ1,032943
Отношение толщины первого слоя к пробегу0,02592
Фактический путь под углом, см0,35493

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Численные результаты относятся к моделям, допущения которых указаны на странице.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Физический калькулятор: Энергия и пробег заряженной частицы в приближении — в геометрии рассеяния под углом — методы расчёта и примеры

Калькулятор «Энергия и пробег заряженной частицы в приближении — в геометрии рассеяния под углом» предназначен для оценки торможение и пробег заряженной частицы расчёт. Он показывает несколько наблюдаемых величин в условиях «Толщина вещества вдоль наклонной траектории больше геометрической толщины образца, поэтому оста». Для проверки эксперимента важно сопоставить рассчитанные потоки и энергии.

Энергия уменьшается по степенной модели dE/dx = −ρS₀z²(1 МэВ/E)^α. Интеграл даёт остаточную энергию и пробег; импульс и скорость вычисляются релятивистски. Это приближённая модель остановки по заданному тормозному коэффициенту, не полноценная таблица PSTAR, ESTAR или SRIM; торможение может резко меняться с энергией. Толщина вещества вдоль наклонной траектории больше геометрической толщины образца, поэтому остаточная энергия частицы становится меньше.

Физические предпосылки

Энергия уменьшается по степенной модели dE/dx = −ρS₀z²(1 МэВ/E)^α. Интеграл даёт остаточную энергию и пробег; импульс и скорость вычисляются релятивистски. Для сравнения опытов можно изменить «Модуль заряда частицы, e» (исходно 1) и сопоставить полученный показатель с первым расчётом. Эта модель требует экспериментального коэффициента торможения; её результаты нельзя считать точным прогнозом вместо данных специализированных таблиц пробега.

Рассматривается направление «Торможение и пробег заряженной частицы», причём для наклонной геометрии наблюдения. В такой модели каждая входная величина относится к экспериментально определимому параметру и влияет на расчётную характеристику. В данном контрольном расчёте параметр «Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г» выбран равным 12; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Потеря энергии заряженной частицы зависит от плотности вещества, заряда частицы и энергии, поэтому неприменима одна постоянная потеря на единицу толщины.

Для вычисления результатов параметры преобразуются в согласованные единицы. В отличие от простого перемножения пары величин, здесь формируется несколько физических показателей состояния и наблюдения. В данном контрольном расчёте параметр «Степенной показатель торможения» выбран равным 0.5; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Степенной закон торможения интегрируется до конечного пробега. Нулевая остаточная энергия означает остановку в заданной толщине образца.

Какие данные вводятся

Исходные сведения: Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ; Масса частицы, а.е.м.; Модуль заряда частицы, e; Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г; Степенной показатель торможения; Плотность материала, г/см³; Толщина первого слоя, см; Угол рассеяния или падения, градусы. В данном контрольном расчёте параметр «Плотность материала, г/см³» выбран равным 1.2; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Релятивистская связь импульса с кинетической энергией и массой позволяет получить скорость даже при сравнительно высокой энергии частицы.

Для решения этого варианта необходимо указать начальную конфигурацию и условия опыта для наклонной геометрии наблюдения. Если измеряемые величины взяты из разных опытов, полученный прогноз теряет физический смысл. Для сравнения опытов можно изменить «Толщина первого слоя, см» (исходно 0.15) и сопоставить полученный показатель с первым расчётом. Для двух последовательно расположенных материалов энергия на входе второго слоя должна равняться энергии, оставшейся после первого слоя.

Один из основных показателей по теме «Торможение и пробег заряженной частицы» зависит от сочетания исходных параметров. Отдельная проверка предельных значений помогает выявлять неожиданные ошибки единиц. В данном контрольном расчёте параметр «Угол рассеяния или падения, градусы» выбран равным 65; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Эта модель требует экспериментального коэффициента торможения; её результаты нельзя считать точным прогнозом вместо данных специализированных таблиц пробега.

Как оценить результаты

После подстановки входных данных рассчитываются не только основной результат, но и независимые сопутствующие характеристики, позволяющие сравнить режимы для наклонной геометрии наблюдения. В данном контрольном расчёте параметр «Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ» выбран равным 25; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Потеря энергии заряженной частицы зависит от плотности вещества, заряда частицы и энергии, поэтому неприменима одна постоянная потеря на единицу толщины.

Повторный расчёт при небольшом изменении одной измеряемой величины показывает её вклад в итоговые параметры, что важно при сопоставлении нескольких лабораторных конфигураций. В данном контрольном расчёте параметр «Масса частицы, а.е.м.» выбран равным 4.0026; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Степенной закон торможения интегрируется до конечного пробега. Нулевая остаточная энергия означает остановку в заданной толщине образца.

Энергия и импульс определяют движение частицы, а ожидаемый счёт отражает вероятность регистрации. Эти величины имеют разный физический смысл и не могут свободно подменять друг друга. Для сравнения опытов можно изменить «Модуль заряда частицы, e» (исходно 1) и сопоставить полученный показатель с первым расчётом. Релятивистская связь импульса с кинетической энергией и массой позволяет получить скорость даже при сравнительно высокой энергии частицы.

Границы применимости

Это приближённая модель остановки по заданному тормозному коэффициенту, не полноценная таблица PSTAR, ESTAR или SRIM; торможение может резко меняться с энергией. В данном контрольном расчёте параметр «Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г» выбран равным 12; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Для двух последовательно расположенных материалов энергия на входе второго слоя должна равняться энергии, оставшейся после первого слоя.

При расчёте реальные коэффициенты среды определяют экспериментально или по справочным данным; использовать произвольные коэффициенты для оценки конкретного прибора не следует. В данном контрольном расчёте параметр «Степенной показатель торможения» выбран равным 0.5; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Эта модель требует экспериментального коэффициента торможения; её результаты нельзя считать точным прогнозом вместо данных специализированных таблиц пробега.

Для направления «Торможение и пробег заряженной частицы» в рассматриваемом режиме для наклонной геометрии наблюдения полезны контроль единиц, проверка сохранения энергии и сравнение расчётных ожиданий с наблюдаемой статистикой. В данном контрольном расчёте параметр «Плотность материала, г/см³» выбран равным 1.2; при другом его значении меняется соответствующая характеристика опыта. Потеря энергии заряженной частицы зависит от плотности вещества, заряда частицы и энергии, поэтому неприменима одна постоянная потеря на единицу толщины.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

Энергия уменьшается по степенной модели dE/dx = −ρS₀z²(1 МэВ/E)^α. Интеграл даёт остаточную энергию и пробег; импульс и скорость вычисляются релятивистски.

Проверенные примеры

Пример 1. Исходный набор данных

Исходные величины: Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ = 25; Масса частицы, а.е.м. = 4.0026; Модуль заряда частицы, e = 1; Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г = 12; Степенной показатель торможения = 0.5; Плотность материала, г/см³ = 1.2; Толщина первого слоя, см = 0.15; Угол рассеяния или падения, градусы = 65.

По указанной физической модели получены результаты: Начальный импульс частицы, МэВ/c = 432.4868954; Начальная скорость, доля c = 0.1152254201; Полный пробег в первом материале, см = 5.787037037; Энергия на выходе, МэВ = 23.96705656; Потеря энергии в слоях, МэВ = 1.032943443; Отношение толщины первого слоя к пробегу = 0.02592.

Пример 2. Дополнительный режим: Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ

Исходные величины: Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ = 28.25; Масса частицы, а.е.м. = 4.0026; Модуль заряда частицы, e = 1; Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г = 12; Степенной показатель торможения = 0.5; Плотность материала, г/см³ = 1.2; Толщина первого слоя, см = 0.15; Угол рассеяния или падения, градусы = 65.

По указанной физической модели получены результаты: Начальный импульс частицы, МэВ/c = 459.8397179; Начальная скорость, доля c = 0.1224069122; Полный пробег в первом материале, см = 6.951426371; Энергия на выходе, МэВ = 27.28002154; Потеря энергии в слоях, МэВ = 0.9699784603; Отношение толщины первого слоя к пробегу = 0.02157830523.

Пример 3. Дополнительный режим: Угол рассеяния или падения, градусы

Исходные величины: Начальная кинетическая энергия частицы, МэВ = 25; Масса частицы, а.е.м. = 4.0026; Модуль заряда частицы, e = 1; Массовое торможение при 1 МэВ, МэВ·см²/г = 12; Степенной показатель торможения = 0.5; Плотность материала, г/см³ = 1.2; Толщина первого слоя, см = 0.15; Угол рассеяния или падения, градусы = 73.45.

По указанной физической модели получены результаты: Начальный импульс частицы, МэВ/c = 432.4868954; Начальная скорость, доля c = 0.1152254201; Полный пробег в первом материале, см = 5.787037037; Энергия на выходе, МэВ = 23.45943997; Потеря энергии в слоях, МэВ = 1.540560033; Отношение толщины первого слоя к пробегу = 0.02592.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Укажите исходные величины в единицах, приведённых у полей.
  2. Задайте параметры образца и наблюдения, которые относятся к одному эксперименту.
  3. Сравните несколько расчётов, меняя параметр в физически допустимых пределах.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему ожидаемое число событий может быть дробным?

Счёт вычисляется как математическое ожидание множества повторных экспериментов. Один отдельный импульс всегда целый.

Можно ли сравнивать разные образцы?

Да, при одинаковой области применимости модели. Для реальных приборов необходимо учитывать точность коэффициентов и калибровку.

Похожие калькуляторы

⚛АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Вероятность перехода при заданной скорости распада — для нескольких энергетических уровней

Вероятность перехода при заданной скорости распада — для нескольких энергетических уровней. Для распада первого порядка N(t) = N₀·exp(−λt), λ = ln2/T½. Для нескольких каналов результаты умножаются на соответствующую вероятность ветвления. Режим: для нескольких уровней или каналов. Для предварительных оценок с контролем допустимых значений и 6 исходными параметрами.

⚛АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

Вероятность перехода при заданной скорости распада — для цепочки превращений

Вероятность перехода при заданной скорости распада — для цепочки превращений. Для распада первого порядка N(t) = N₀·exp(−λt), λ = ln2/T½. Для нескольких каналов результаты умножаются на соответствующую вероятность ветвления. Режим: при последовательных превращениях. Для предварительных оценок с контролем допустимых значений и 6 исходными параметрами.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_830215/

Предварительный просмотр