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1
Étude statistique de l"erreur aléatoire de comptage 88
2.2
2.3
3.1 Réglage de la tension de seuil optimale pour PM1 et PM2 en coïncidence 26
3.2 Figure représentant l"angle d"arrivée d"un muon dans l"atmosphère 27
3.3
3.4 Distribution angulaire de la direction d"arrivée des muons. 28
3.5
3.6
3.7
3.8 Copie d"écran du fichier de données pour le temps de vie 32
3.9 Courbe du temps de vie du muon pour une prise de données de 15 jours 33
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Cahier pédagogique
Plan d"équipement
"COSMOS à l"École»Version 2.1
(29 mai 2017)Sommaire
I Le cosmodétecteur
51 Présentation du cosmodétecteur
61.1 Description générale
61.2 Les scintillateurs
71.2.1 Fonctionnement
71.2.2 Composition
81.2.3 Détection des muons pour le module Temps de vie
81.3 Les raquettes
81.4 Les photomultiplicateurs
91.4.1 Principe
91.4.2 Couplage et efficacité
101.4.3 Mesure des impulsions en sortie du photmultpilicateur
101.5 Électronique du détecteur
111.5.1 Le discriminateur
121.5.2 Principe de la coïncidence
122 Fiches techniques de réglage de l"appareil
162.1 Prise en main de l"appareil
162.2 Réglage de la tension des photomultiplicateurs
202.3 Le temps mort
233 Exemples de mesures
253.1 Influence des seuils de détection
253.2 Distribution angulaire des muons
273.3 Provenance des muons : utilisation du module Cerenkov
293.4 Temps de vie des muons : utilisation du module temps de vie
304 Compléments - Traitement statistique des résultats
344.1 Cas de la distribution zénithale des muons
344.1.1 Introduction au modèle utilisé
344.1.2 Traitement avec le logiciel Regressi
344.1.3 Traitement avec un tableur
374.2 Cas du temps de vie du muon
404.2.1 Introduction au modèle utilisé
404.2.2 Traitement préalable
414.2.3 Traitement avec le logiciel Regressi
424.2.4 Traitement avec un tableur
451
Livret pédagogique du cosmodétecteur 2
5 Ressources49
5.1 Ressources pédagogiques
495.2 Bibliographie sur le traitement statistique des résultats
49II Compléments en physique des particules
506 Les rayons cosmiques
517 Physique des détecteurs
557.1 Interaction avec la matière
557.1.1 Quelques exemples d"interaction entre particule et matière
557.1.2 Effet Cerenkov
597.2 Application aux détecteurs
607.2.1 Détecteurs à ionisation
617.2.2 Détecteur à semi-conducteurs
617.2.3 Détecteurs à scintillations
627.3 Détecteurs à scintillations
627.3.1 Détecteur Cerenkov
628 Relativité restreinte
648.1 Les insuffisances de la mécanique classique non relativiste
648.2 1905:lasolutionproposéepar EINSTEINoulanaissancedelarelativitérestreinte 65
8.3 Dilatation des durées
659 Le muon et la relativité restreinte
689.1 Le muon, une particule relativiste
689.2 Temps de vie du muon
6910 Zoologie des particules
7210.1 Bref historique
7210.2 Le Modèle Standard
7410.2.1 Les particules élémentaires du Modèle Standard
7410.2.2 Les interactions fondamentales
7611 Ressources80
11.1 Des pistes documentaires
8011.2 Bibliographie sur les compléments en physique des particules
81III Annexes
82Mesure et incertitude
83Étude statistique de l"erreur aléatoire de comptage 88
Ajustement de données
108Lexique114
Code python pour le temps de vie
118Livret pédagogique du cosmodétecteur 3
Documents pédagogiques
120Index152
Table des figures
1.1 Cosmodétecteur en fonctionnement relié à l"ordinateur. 6 1.2 Photo du scintillateur utilisé pour la mesure du temps de vie du muon 7 1.3 Photomultiplicateurs utilisés dans le cosmodétecteur. 9 1.4 Principe de fonctionnement d"un photomultiplicateur. 10 1.5Cable LEMO/BNC
11 1.6 Allure du signal de sortie des photomultiplicateurs. 11 1.7 Principe du fonctionnement de l"électronique du cosmodétecteur 12 1.8Signal en coïncidence de deux PMs
13 1.9 Exemple des différentes configurations possibles de coïncidence 14 1.10Principe des coïncidences
14 2.1 Détermination de la tension d"alimentation du PM3. 222.2
Détermination de l"efficacité du PM3.
232.3
Résultat de la mesure du temps mort
243.1 Réglage de la tension de seuil optimale pour PM1 et PM2 en coïncidence 26
3.2 Figure représentant l"angle d"arrivée d"un muon dans l"atmosphère 27
3.3
Photo des rapporteurs du cosmodétecteur
283.4 Distribution angulaire de la direction d"arrivée des muons. 28
3.5
Principe de la mesure Cerenkov
293.6
Mise en évidence de la provenance des muons
303.7
Interface logicielle du temps de vie du muon
323.8 Copie d"écran du fichier de données pour le temps de vie 32
3.9 Courbe du temps de vie du muon pour une prise de données de 15 jours 33
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