МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РАДІОАКТИВНОГО РОЗПАДУ: СТАТИСТИЧНИЙ ПІДХІД

Abstract

Важливу роль у сучасних умовах під час вивченні фізики у закладах вищої освіти відіграє необхідність формування у студентів експериментальної компетентності, в тому числі і засобами інформаційно-комунікаційних технологій. Одним із можливих напрямків цього є розробка та застосування віртуальних комп’ютерних моделей. Розглянуто основні переваги та недоліки використання таких моделей при вивченні фізики. Запропоновано віртуальну комп’ютерну модель установки для реєстрації радіоактивного випромінювання, що працює у реальному часі і враховує основні статистичні закономірності радіоактивного розпаду. В основу її роботи покладено розрахунок кількості спрацювання детектора за короткі проміжки часу, які підкоряються розподілу Пуассона. Програму було розроблено на мові програмування Delphi. Описано інтерфейс цієї програми та її можливості. Перелічено основні проблеми, пов’язані з необхідністю роботи вказаної програми у режимі реального часу, та шляхи їх вирішення. Наведено результати віртуального експерименту, в ході якого 200 разів визначалася кількість зареєстрованих імпульсів за 10 с. Проведено дві серії дослідів, що відповідали в середньому 4,6 імпульсам та 46 імпульсам за 10 с. За результатами експерименту визначені середні значення кількості імпульсів за той же проміжок часу та їх абсолютні похибки. Одержані величини в межах похибок збігаються із даними, закладеними у програму. За результатами експерименту побудовано гістограму кількості подій n k k, що відповідають певним кількостям імпульсів k. Одержані дані узгоджуються із результатами розрахунків на основі розподілу Пуассона. Продемонстровано, що у другому випадку розподіл Пуассона переходить у розподіл Гауса. У цілому аналіз результатів показує коректність роботи програми для моделювання установки реєстрації радіоактивного випромінювання. Описано перспективи представленої методики у подальших розробках для створення інших моделей, що працюють у реальному часі.