RADON zmierz to.

RADON zmierz to Co, jak i po co będziemy robić?:) Dariusz Aksamit Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej, Stowarzyszenie Rzecznicy Nauki www.aksamit.info radon@kopernik.org.pl

RADON zmierz to ALE CZEMU AKURAT RADON?! Szybkie przypomnienie i uzupełnienie o co chodzi z tym całym promieniowaniem:)

Jonizacja wybijanie elektronów z atomów

Jonizacja wybijanie elektronów z atomów Promieniowanie jonizujące promieniowanie powodujące jonizację:)

Jonizacja wybijanie elektronów z atomów Promieniowanie jonizujące promieniowanie powodujące jonizację:) Typy promieniowania fale EM albo cząstki

Czemu radon? Ile promieniowania człowiek pochłania w ciągu roku? (1 msv jeden mili sivert, Sivert to J/kg, czyli opowiedź na pytanie ile energii (w J) pochłonął każdy kilogram ciała)

gaz szlachetny!

gaz szlachetny! produkty rozpadu

EKSPOZYCJA TRAWIENIE ODCZYT ANALIZA KALIBRACJA Co mamy do zrobienia? Pomiar stężenia radonu!

EKSPOZYCJA Co mamy do zrobienia? TRAWIENIE ANALIZA ODCZYT KALIBRACJA

Z czym pracujemy? PADC aka CR39 EKSPOZYCJA

EKSPOZYCJA https://www.youtube.com/watch?v=riuzuv_x2fy

EKSPOZYCJA Ekspozycja trzy miesiące czekania aż cząstki alfa z radonu w powietrzu uderzą w naszą płytkę

physicsopenlab.org/wp-content/uploads/2016/11/serietorioalpha.png

TRAWIENIE Uszkodzenia spowodowane cząstkami alfa chcemy uwidocznić trawimy w zasadzie sodowej liczba kropek na płytce jest proporcjonalna do ilości radonu

TRAWIENIE Uszkodzenia spowodowane cząstkami alfa chcemy uwidocznić trawimy w zasadzie sodowej Przykładowy protokół: 6 molowy roztwór NaOH (UWAGA!!!) 90st C 100 minut

Rys. Adam Zahler TRAWIENIE

ODCZYT Mikroskop jaki? skąd? Od tego zależy co dalej:)

ODCZYT Mikroskop jaki? skąd? Od tego zależy co dalej:) Zwykły mikroskop optyczny? To aparat ze smartfonu w małej odległości od okularu daje takie rezultaty! Trzeba tylko ustalić powiększenie i zapewnić powtarzalność kolejnym zdjęciom (drobne ruchy ręki patrz następny slajd)

ODCZYT To samo miejsce, zdjęcie robione telefonem komórkowym przyłożonym do okularu, z ręki Ile zdjęć wykonać? Hmmm tyle ile trzeba po to są testy w trakcie kalibracji, żeby to ustalić:)

Czyli w tym wypadku widzimy koło o średnicy około 3,5 mm

Przy różnych parametrach różnie najlepij zrobić wykres pokazujący wyniki przy różnej liczbie zdjęć. Wróćmy do tego jak zobaczymy jak się przeprowadza analizę w ImageJ (tzn jakie wyniki otrzymujemy, a potem się zastanowimy co z nimi zrobić)

ANALIZA Praca z programem ImageJ

ANALIZA https://imagej.nih.gov/

ANALIZA Wytrawiliśmy płytki CR39 i zrobiliśmy im zdjęcie pod mikroskopem. korzystamy z przykładowych plików, jak w prezentacji

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie.

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie. Musimy dostosować obraz, automatycznie wyciąć tło

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie. Musimy dostosować obraz, automatycznie wyciąć tło Nieeee, nie ma ich 700 Musimy narzucić dodatkowe warunki, np. na rozmiar śladu. Hmmm, ale jaki rozmiar mają te ślady? Zmierzmy (powiększeni: ctr+scroll myszki)

Przykładowy rachunek: Średnica d = około 30 pixeli Powierzchnia S = π d 2 2 wynosi zatem około 3,14*15px*15px=711 px^2

No dobra ale czy OKOŁO nas satysfakcjonuje? NIE!:/ Przykładowy rachunek: Średnica d = około 30 pixeli Powierzchnia S = π d 2 2 wynosi zatem około 3,14*15px*15px=711 px^2

No dobra ale czy OKOŁO nas satysfakcjonuje? NIE!:/ Przykładowy rachunek: Średnica d = około 30 pixeli Powierzchnia S = π d 2 2 wynosi zatem około 3,14*15px*15px=711 px^2 Musimy oszacować niepewność pomiaru Niepewność pomiaru podstawa programowa dla klasy 7. z fizyki! Wymagania PODSTAWOWE wie, że każdy pomiar jest obarczony niepewnością Wymaganie ROZSZERZAJĄCE umie ocenić niepewność pomiarów

Niepewność pomiaru pola - wynika z niepewności pomiaru średnicy Można zmierzyć jeden otwór np. pięć razy i zobaczyć jaka wychodzi średnia, jaka minimalna a jaka maksymalna średnica. Wtedy średnią przyjąć za d, a różnicę między min i max za u(d) Przykładowy rachunek: Średnica d = około 30 pixeli Powierzchnia S = π d 2 2 wynosi zatem około 3,14*15px*15px=711 px^2 Obliczając pole powierzchni możemy wziąć średnice d_min, d_max, d_średnie i dostaniemy trzy wielkości potraktujemy pole liczone z d_średnie jako wynik, a różnice między polami liczonymi z d_min i d_max jako niepewność pomiaru pola Inną metodą jest podstawienie wartości do wzoru: u S = π d 2 u(d) (a skąd on się wziął możemy wyjaśnić w przerwie)

W przykładzie z wielokrotnym pomiarem średnicy możemy też w Excelu użyć oprócz funkcji średnia także funkcji odchylenie standardowe, której wynik możemy traktować jako niepewność naszego pomiaru. Jest to metoda lepsza niż różnica między min i max, tyle że wyjaśnienie czym jest odchylenie standardowe wymaga większego wysiłku (dla uczniów zainteresowanych?) W skrócie: odchylenie standardowe średniej to liczba mówiąca jak bardzo rozrzucone są nasze wyniki wokół tej średniej.

Przykładowy rachunek: Średnica d = około 30 pixeli Powierzchnia S = π d 2 2 wynosi zatem około 3,14*15px*15px=711 px^2 Przyjmując niepewność pomiaru średnicy np. u(d)=2px Mamy zatem niepewność powierzchni: u S = π 2d u(d) = π d u(d) dające około 4 2 3,14*30px/2*2px=90px^2

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie. Musimy dostosować obraz, automatycznie wyciąć tło Nieeee, nie ma ich 700 Musimy narzucić dodatkowe warunki, np. na rozmiar śladu. Hmmm, ale jaki rozmiar mają te ślady? Zmierzmy (powiększeni: ctr+scroll myszki) Świetnie możemy też zebrać więcej statystyk z pomiaru

Area pole powierzchni Standard deviation odchylenie standardowe Min & max gray value minimalna i maksymalna wartość pixela Mean gray value średnia wartość pixela Perimeter - obwód

ANALIZA 1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie. Musimy dostosować obraz, automatycznie wyciąć tło Nieeee, nie ma ich 700 Musimy narzucić dodatkowe warunki, np. na rozmiar śladu. Hmmm, ale jaki rozmiar mają te ślady? Zmierzmy (powiększeni: ctr+scroll myszki) Świetnie możemy też zebrać więcej statystyk z pomiaru 3. Mając wyniki w Excelu/Gnumericu możemy je dalej analizować

Pytanie o program wszystkie działania są analogiczne, tylko w różnych wersjach Excela czy Gnumerica ikony mogą być w różnych miejscach etc Jeśli to nie jest Excel 2017 to trzeba doinstalować dodatek Analysis Toolpack (dodatkowe slajdy na końcu prezentacji)

przykłady

Jeśli w Twojej wersji Excela nie ma tych opcji, to spokojnie, na końcu prezentacji są dodatkowe slajdy co z tym zrobić:)

Ekspozycja na radon (stężenie * czas) Prosta kalibracyjna Liczba otworów / cm^2

Skalowanie

Narysowaliśmy linią o znanej długości

Skalujemy podajemy ile to mm lub um

Przy różnych parametrach różnie zrobić wykres pokazujący wyniki przy różnej liczbie zdjęć. Wróćmy do tego jak zobaczymy jak się przeprowadza analizę w ImageJ (tzn jakie wyniki otrzymujemy, a potem się zastanowimy co z nimi zrobić)

1. Otwieramy plik, który będziemy analizować 2. Najprostsza analiza to powiedzenie ile jest śladów (kropek). Można zrobić to ręcznie ale to strasznie żmudne zróbmy to automatycznie. Musimy dostosować obraz, automatycznie wyciąć tło Nieeee, nie ma ich 700 Musimy narzucić dodatkowe warunki, np. na rozmiar śladu. Hmmm, ale jaki rozmiar mają te ślady? Zmierzmy (powiększeni: ctr+scroll myszki) Świetnie możemy też zebrać więcej statystyk z pomiaru 3. Mając wyniki w Excelu/Gnumericu możemy je dalej analizować 4. Pierwsze koty za płoty:p

Slajdy dodatkowe: jak zainstalować dodatek Analysis Toolpak w Excelu? (materiały z mojego wykładu z programowania w VBA dla studentów)

SPOSÓB WYPEŁNIANIA DZIENNIKA LABORATORYJNEGO Dowolny, byle uczniowie wpisali wyniki do ankiety/formularza, do którego link prześlę mailem

Co zawiera ten dodatek? Anova Anova: Single Factor Anova: Two-Factor with Replication Anova: Two-Factor Without Replication Correlation Covariance Descriptive Statistics Exponential Smoothing F-Test Two-Sample for Variances Fourier Analysis Histogram Moving Average Random Number Generation Rank and Percentile Regression Sampling t-test t-test: Paired Two Sample For Means t-test: Two-Sample Assuming Equal Variances t-test: Two-Sample Assuming Unequal Variances z-test VBA functions for the Analysis ToolPak

RADON zmierz to Co, jak i po co będziemy robić?:) Dariusz Aksamit Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej, Stowarzyszenie Rzecznicy Nauki www.aksamit.info radon@kopernik.org.pl