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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.

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