Схема совпадений

редактировать

В физике, a Схема совпадения представляет собой электронное устройство с одним выходом и два (или более) входа. Выход активируется только тогда, когда схема принимает сигналы в пределах временного окна, принимаемого одновременно и параллельно на обоих входах. Схемы совпадения широко используются в детекторах частиц и в других областях науки и техники.

Вальтер Боте разделил Нобелевскую премию по физике в 1954 г. «... за открытие метода совпадений и открытия, сделанные им впоследствии». Бруно Росси изобрел электронную схему совпадений для реализации.

Содержание
  • 1 История
    • 1.1 Боте, 1924
    • 1.2 Боте и Кольхёрстер, 1929
    • 1.3 Росси, 1930
  • 2 Вероятность
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
История

Боте, 1924

В своей лекции о присуждении Нобелевской премии Боте описал, как он реализовал это в эксперименте по комптоновскому рассеянию в 1924 году. Целью эксперимента была проверка производит ли комптоновское рассеяние одновременно с рассеянным гамма-лучами. Боте использовал два счетчика точечного разряда, подключенные к отдельным волоконным электрометрам, и регистрировал отклонения волокна на движущейся фотопленке. На пленке он мог различить совпадающие разряды с временным разрешением приблизительно 1 миллисекунды.

Боте и Кольхёрстер, 1929

В 1929 году Вальтер Боте и Вернер Кольхёрстер опубликовали описание эксперимента по совпадению с трубчатыми разрядными счетчиками, которые Ганс Гейгер и Вильгельм Мюллер изобрели в 1928 году. Эксперимент Боте-Кольхёрстера показал проникающие заряженные частицы в космических лучах. Они использовали тот же механико-фотографический метод для регистрации одновременных разрядов, которые в этом эксперименте сигнализировали о прохождении заряженной частицы космических лучей через оба счетчика и через толстую стенку из свинца и железа, окружающую счетчики. Их статья, озаглавленная Das Wesen der Höhenstrahlung ", была опубликована в Zeitschrift für Physik v.56, p.751 (1929).

Rossi, 1930

Bruno Росси, в возрасте 24 лет, был на своей первой работе ассистентом в Физическом институте Университета Флоренции, когда он прочитал статью Боте-Кольхёрстера. Это вдохновило его начать собственное исследование космических лучей. Он изготовил трубки Гейгера в соответствии с опубликованным рецептом и изобрел первую практическую электронную схему совпадений. В ней использовалось несколько триодов электронных ламп, которые могли регистрировать совпадения. импульсов от любого количества счетчиков с десятикратным улучшением разрешения по времени по сравнению с механическим методом Боте. Росси описал свое изобретение в статье, озаглавленной «Метод регистрации нескольких одновременных импульсов нескольких счетчиков Гейгера», опубликованной в Nature v.125, p.636 (1930). Схема совпадений Росси была быстро принята экспериментаторами всего мира. Практическая схема И, предшественник логических схем И в электронных компьютерах.

Чтобы обнаружить импульс напряжения, создаваемый схемой совпадения, когда произошло совпадение, Росси сначала использовал наушники и подсчитал ' щелчков », и вскоре электромеханический регистр для автоматического подсчета импульсов совпадения. Росси использовал вариант своей схемы с тройным совпадением с различными конфигурациями счетчиков Гейгера в серии экспериментов в период с 1930 по 1943 год, которые заложили существенную часть основ физики космических лучей и элементарных частиц.

Примерно в то же время, независимо от Росси, Боте изобрел менее практичное устройство электронного совпадения. Он использовал одну вакуумную лампу на пентоде и мог зарегистрировать только двойные совпадения.

Вероятность

Основная идея «обнаружения совпадений» при обработке сигналов заключается в том, что если детектор обнаруживает импульс сигнала среди случайных шумовых импульсов, присущих детектору, существует определенная вероятность, P {\ displaystyle P}P , обнаруженный импульс на самом деле является шумовым. Но если два детектора обнаруживают импульс сигнала одновременно, вероятность того, что это импульс шума в детекторах, составляет P 2 {\ displaystyle P ^ {2}}P ^ {2} . Предположим, что P = 0,1 {\ displaystyle P = 0,1}P = 0,1 . Тогда P 2 = 0,01 {\ displaystyle P ^ {2} = 0,01}P ^ {2} = 0,01 . Таким образом, вероятность ложного обнаружения снижается за счет использования обнаружения совпадений.

См. Также
Ссылки
  1. ^Bothe, Walther (1954). «Нобелевская лекция». Нобелевский фонд.
Последняя правка сделана 2021-05-15 14:05:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте