GEORG-AUGUST-UNIVERSIT AT G OTTINGEN II. Physikalisches ...
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2.8 Energieverlust geladener Teilchen in Materie<br />
Geladene Teilchen verlieren Energie durch Ionisation und Anregung beim Durchgang durch<br />
Materie. Der resultierende, mittlere Energieverlust pro Strecke kann über die Bethe-Bloch-<br />
Formel bestimmt werden:<br />
� �<br />
dE<br />
− =<br />
dx<br />
4πr2 emec2NAZz 2<br />
Aβ2 � �<br />
2mec<br />
ln<br />
2β2 I · (1 − β2 �<br />
− β<br />
)<br />
2<br />
�<br />
, (17)<br />
mit<br />
NA = Avogadrozahl<br />
Z = Ordnungszahl des Materials<br />
A = Massenzahl des Materials<br />
ze = Ladung des Teilchens<br />
β = Geschwindigkeit des Teilchens �<br />
= v<br />
�<br />
c<br />
me = Elektronenmasse<br />
re = klassischer Elektronenradius (= 2, 8 fm)<br />
I = effektives Ionisationspotenzial des Materials (I = 16 eV · Z 0,9 )<br />
Der Energieverlust der geladenen Teilchen ist mit Fluktuationen verbunden. Die Landauverteilung<br />
3 beschreibt die Wahrscheinlichkeit für den tatsächlichen Energieverlust geladener<br />
Teilchen in Materie (vgl. Abb. 12). In Abb. 7 ist der mittlere Energieverlust für<br />
Myonen in Abhängigkeit des Impulses für zwei verschiedene Medien dargestellt.<br />
Abbildung 7: Der Energieverlust der Myonen in Abhängigkeit des Impulses für Wasser und<br />
Blei.<br />
Literatur: Detektoren für Teilchenstrahlung von K. Kleinknecht, Kap.1.2.<br />
http://pdg.lbl.gov/.<br />
3 Eine Beschreibung der Landauverteilung finden Sie in Statistische und numerische Methoden der Datenanalyse<br />
von Blobel u. Lohrmann, Kap.6.<br />
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