Das β-Spektrometer — Messung der kontinuierlichen ...

6. Zusammenfassung und AusblickIm Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde ein β-Spektrometer als Erweiterungdes Versuchsangebots des physikalischen Demonstrationspraktikums für Lehramtsstudierendeeingerichtet. Nach der Auskundschaftung geeigneter Lehrmittelfirmen undder Beschaffung der benötigten Geräte, konnte eine intensive Beschäftigung mit demExperiment beginnen. Die Bestellung und Lieferung der radioaktiven Präparate mussteim Vorhinein mit dem Strahlenschutzbeauftragten des physikalischen Instituts abgesprochenwerden.Zahlreiche Messungen wurden durchgeführt und analysiert, um mögliche Abhängigkeitenvon Parametern z.B. Totzeit des Zählrohrs, Aufnahmezeit der Zählraten, Untergrundetc. herauszufinden. Bei den aufgenommenen Verteilungen der β-Teilchen zeigte sichder charakteristische, kontinuierliche Verlauf. Damit kann die Besonderheit der radioaktivenβ-Strahlung und die Existenz des schwer nachweisbaren (Anti-)Neutrinoseindrucksvoll demonstriert werden.Die Auswertung der gemessenen β-Spektren basiert größtenteils auf Fermis Theoriezum β-Zerfall, die eine mathematische Beschreibung der kontinuierlichen Energiebzw.Impulsverteilung bereitstellt. Sie ist Ausgangspunkt für die Kurie-Darstellung,über die eine Bestimmung der Maximalenergie der β-Teilchen ermöglicht wird. Indiesem Zusammenhang machte sich das sehr begrenzte Auflösungsvermögen des Spektrometersbemerkbar, was für eine breite Verschmierung der Messwerte sorgte. DieErmittlung der maximalen kinetischen Energie der Elektronen bzw. Positronen kann nurmit großer Ungenauigkeit durchgeführt werden. Um den Einfluss der instrumentellenAuflösung auf die Zählraten zu verdeutlichen, wurden die gemessenen Impulsverteilungenmit einer Faltungsfunktion approximiert. Die Umsetzung erfolgte mit Hilfedes Datenanalyseprogramms ROOT, in dem die Faltung aus theoretischem Spektrumund der Gaußfunktion zur Beschreibung der Verschmierung definiert werden konnte.Beim Arbeiten mit ROOT und Erstellen eines eigenen Programm-Codes wurden vielewertvolle und neue Erfahrungen gemacht.Interessant für mich als angehende Lehrerin war die zusätzliche Aufgabe, eine möglicheEinbindung des Versuch in den Physikunterricht vorzuschlagen. Bei der Auseinandersetzungmit dem neuen Bildungsplan von 2004 fiel auf, dass innerhalb der vorgegebenenBildungsstandards sehr viel Freiraum für die Unterichtsgestaltung bleibt, um auchuntypische Experimente wie das β-Spektrometer einbringen zu können. Meine Überlegungenzur Einbettung des Versuchs in den schulischen Kontext konnten leider nicht95