Excel和Origin在核物理实验“HPGe-γ谱仪效率刻度”中的应用

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资源作者:王强
资源来源:兰州大学
资源内容概述:结合核物理教学实验“HPGe 探测器效率刻度”,本文介绍了Excel和Origin软件的数据处理和分析功能。该方法降低了手工处理数据带来的实验误差,可大大简化数据处理过程。

Excel和Origin在核物理实验“HPGe-γ谱仪效率刻度”中的应用主要包含的内容:

“HPGe-γ 谱仪效率刻度”是核物理实验教学的重要内容。利用Excel 对实验数据进行记录和计算,结合Origin 软件的数据管理、绘图、微分、非线性拟合等功能,本文给出了效率刻度数据处理方法。对兰州大学核物理实验中心的HPGe-γ 探测器进行了效率刻度。本方法大大简化了谱仪效率刻度实验中的数据处理过程。

利用HPGe-γ 谱仪对各种放射性样品进行γ谱探测和分析,必须对探测器进行绝对或相对效率刻度。为了从已知刻度的若干γ 射线的探测效率,得到该能区任意射线的探测效率,常用的是非线性函数拟合方法。然而这种方法复杂,单靠简单的手动计算,耗时耗力,并且会带来较大的误差。

Origin 是Windows 平台下应用于科技作图和数据分析的软件,它是一个多文档界面应用程序,采用直观的、图形化的、面向对象的窗口菜单和工具栏操作。该软件操作方便且功能强大,能满足复杂的数据分析、图形处理、函数拟合等高级功能,广范应用于教学、科研、工程技术等领域。尤其在大学物理实验中,Origin 是必不可少的数据处理和分析工具。结合核物理教学实验“HPGe 探测器效率刻度”,本文介绍了Excel 和Origin 软件的数据处理和分析功能。该方法降低了手工处理数据带来的实验误差,可大大简化数据处理过程。

1、实验原理

γ 谱仪的探测效率既与射线的能量有关,又与探测器的类型、晶体的大小、形状以及放射源与探测器的几何位置等因素有关。因此,在实验前必须对每一台HPGe 谱仪进行效率刻度。

3、Origin 对实验数据的拟合处理

3.1、实验数据绘图

Origin 具有比Excel 更强的数据分析和绘图功能,能满足数据筛选、线性及非线性拟合等方面的需要。该软件操作简单,可以把Excel表中的数据拷贝到Origin表中,也可以用Origin直接打开Excel表进行操作。将Excel中的数据(表1)拷贝到Origin数据表中,如图2 所示。

表2 Origin 数据表

Origin 数据表

用表2 中D( X2) 列作横坐标,H( Y2) 列作纵坐标,I( yEr) 列为误差,点击Origin 窗口的图标绘制二维坐标图。Origin能够对坐标图修改,双击坐标轴得图2,查看图2 的每个标签,可以对坐标图的外观及坐标大小等多个参数进行修改,最后得到外观满意的坐标图,如图1。

探测器效率刻度曲线

图1 探测器效率刻度曲线

Origin的坐标对话框

图2 Origin的坐标对话框

4、结论

Excel和Origin软件直观简便,简单易学。在探测器效率刻度实验过程中,用Excel记录和计算数据;应用Origin 软件进行绘图的同时还可进行数据处理与图形分析,充分发挥软件快捷、高效、精度高等特点。计算机软件的应用,大大提高了实验数据处理效率,对提高学生的学习兴趣和数据处理能力,优化大学实验教学方法等方面有十分重要的意义。

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