康普顿散射虚拟仿真实验设计及教学实践

摘要：

对经典诺贝尔奖实验康普顿散射进行了虚拟仿真设计与开发,并对其在实验教学中的具体应用进行了设计和实践.利用蒙特卡罗模拟方法和3D仿真技术构建了虚拟仿真实验系统,模拟实验场景和实验过程,将传统的"高危"实验变为安全常规的教学实验;利用虚拟放射源和符合测量技术的优势,拓展和改进了实验内容和方法,测量并计算了NaI闪烁体探测器对不同γ射线的探测效率,解决了传统实验只能依靠经验公式计算相对反应截面的难题,验证了康普顿散射的光子能量及相对微分截面与散射角的关系.采用问题导向式教学方法将仿真实验应用于实验教学,以虚促实,因材施教,培养学生科学研究和探索的能力.

关键词：γ光子、康普顿散射、微分散射截面、虚拟仿真、实验教学

所属期刊栏目：40

分类号：O571;G642(原子核物理学、高能物理学)

资助基金：国家自然科学基金项目;中央高校基本科研业务费专项;湖北省高校省级教学改革研究项目;武汉大学教学研究项目;武汉大学实验技术项目

在线出版日期：2021-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：102-106,128