The Spacetime Metric

Niveau 2 · Physique du lycée · Kit pédagogique · Niveaux 10–12

Introduction à la physique nucléaire et aux preuves réactionnelles

Un carnet de laboratoire pour l’apprenant et un guide spécifique pour l’enseignant transforment le modèle interactif en enquête reproductible.

Carnet de l’apprenant

Audit du rendement de la réaction et de l’efficacité du détecteur

Comment la vitesse de faisceau, l’épaisseur de la cible, la section efficace et l’efficacité de détection se combinent-ils pour former un taux de comptage attendu ?

Mise en place

  • • Utilisez le laboratoire réaction-rendement. Commencez dans le régime cible mince, variez un facteur à la fois, et gardez le rendement physique séparé des décomptes du détecteur.

Prédisez d’abord

  1. 1. Prédire la réponse du rendement au doublement du débit de faisceau dans la limite de cible mince.
  2. 2. Prédisez quelles variations d’efficacité du détecteur sont passées et ce qu’elles laissent inchangé.
Variables
VariableRôleUnité
Taux de particules de faisceauindépendantparticules/s
Densité superficielle cibleindépendantNoyaux/aire
Section efficace de la réactionEntrée modèleSuperficie
Réaction et débits détectésdépendanteÉvénements/événements et comptages/s

Colonnes d’observation

Fréquence de faisceauDensité superficielleSection transversaleTaux de réactionEfficacitéTaux de comptage

Analysez

  1. 1. Quelles séries démontrent une mise à l’échelle linéaire ?
  2. 2. Quand l’approximation de la cible mince échouerait-elle ?
  3. 3. Pourquoi les comptages ne prouvent-ils pas automatiquement le canal de réaction proposé ?
  4. 4. Nomme deux contrôles de fond ou d’étalonnage.

Cadre de conclusion

Changer ___ d’un facteur ___ modifiait la vitesse de réaction modélisée de ___ ; l’efficacité de détection changeait ___ mais pas ___.

Guide de l’enseignant · 50–60 minutes

Enseignez l’enquête, pas l’interface

Cible: Les apprenants construisent un registre de rendement réactionnel et séparent les événements physiques modélisés de l’acceptation par détecteur, des arrière-plans et de l’identification.

Préparer

  • • Examinez la notation scientifique et les unités de domaine.
  • • Énoncer l’approximation à cible mince.
  • • Préparez une exécution uniquement en arrière-plan et une seule étalonnage.

Gestes de facilitation

  • • Demandez ce qui se passe dans la cible avant ce qui apparaît dans le détecteur.
  • • Exigez des contrôles dimensionnels.
  • • Gardez l’identification des canaux séparée de l’excédent total de comptage.

Accessibilité et participation

  • • Traduire les puissances de dix en langage facteur.
  • • Utilisez un schéma de flux du faisceau à la cible puis au détecteur.
  • • Fournir un support pour cartes d’unités et calculatrices.

Éléments de preuve d’apprentissage

  • • Un grand livre de rendement dimensionnellement cohérent
  • • Séparation correcte de l’efficacité
  • • Un plan crédible de contrôle des antécédents

Vérifications des idées fausses

Chaque décompte de détecteur est une réaction nucléaire.

Les comptages incluent les arrière-plans et les effets d’acceptation ; l’identification des canaux nécessite des signatures et des contrôles calibrés.

La section efficace est la taille physique d’un noyau.

Il s’agit d’une mesure de probabilité d’interaction avec des unités de surface, généralement pas une silhouette géométrique.

Prolongement

Ajoutez l’atténuation de la cible et comparez l’expression exacte de la cible épaisse avec l’approximation linéaire.