王名儒臺灣大學：物理研究所陳柏元Chen, Po-YuanPo-YuanChen2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/54531舉凡目前世界各大型物理實驗，主要架構都包括1.感測器裝置、2. 前端訊號處理裝置、3.資料擷取系統、4.校正、5.蒙地卡羅分析、6.數據分析，今欲以渺子半衰期實驗，來實際進行一個完整而簡化物理實驗的設計操作。 本論文中說明由我自行設計的感測器的裝置、訊號處理裝置和資料擷取系統，並透過實際的訊號校正，證明資料擷取系統的穩定與準確性；透過蒙地卡羅模擬的實驗結果預測，以及實驗的數據分析，證明我們所裝置的渺子半衰期偵測器是可以完成、成功的測量出渺子半衰期 ns，與世界平均渺子半衰期2.19μs相合。There are many big experiments in the world. Although they very complicated, most of them contain the following main components for a successful operation. These include 1.sensoring system 2.front end electronics 3.data acquisition system 4.calibration tools 5.Monte Carlo simulation 6.data analysis. Now we take a muon lifetime experiment for practice. It realistically demonstrates the procedure to construct a simplified physics experiment.. In this thesis, I will explain sensor setup, front end system and DAQ system which are designed by myself. By the calibrating processes, I will show that DAQ system is stable and dependable. From Monte Carlo simulating, I can predict the result of this experiment. At last by experimental data analysis, I will show that this set-up which I design is able to successfully measure the muon lifetime. This value agrees with the world average of muon lifetime 2.19μs.摘要 i Abstract iii 章節目錄 v 第一章 前言 1 第一節 動機 1 第二節 渺子的歷史 3 第二章 設計 5 第一節 渺子的來源∼宇宙射線 6 第二節 渺子的偵測∼閃爍體偵測器 9 第三節 渺子半衰期實驗裝置 15 第三章 ADC資料擷取系統 23 第一節 ADC資料擷取系統設計∼硬體篇 25 第二節 ADC資料擷取系統設計∼軟體篇 65 第四章 校正 69 第一節 ADC資料擷取系統設計測試 69 第二節 ADC資料擷取系統設計校正 72 第五章 模擬 77 第一節 Bethe-Block方程式 77 第二節 Geant4電腦模擬 79 第三節 實驗預測 82 第六章 分析 85 第一節 渺子通量 85 第二節 渺子半衰期 87 第三節 實驗系統誤差討論 89 第七章 結論 91 參考資料 932924139 bytesapplication/pdfen-US渺子muonthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/54531/1/ntu-95-R93222022-1.pdf