GIC 学习实例¶
- 信号形成与模拟：电离径迹、感应电流与电荷、前放电压、能量—角度关联与波形累积图。
- 实验波形、成型与物理量提取：原始与滤波波形、峰高关联、pole-zero correction、梯形成型、定时、角度选择与实验—模拟比较。
每页开头可选择 PyROOT 或 ROOT C++。网页已保留代码运行的文字输出与图。运行时将 notebook 与下表中的输入文件放在同一目录，先运行信号模拟，再运行实验分析；配套 ROOT 数据不在公开仓库中。
| 文件 | 内容 |
|---|---|
| srim_stopping.txt | MeV、MeV/mm、mm 三列 SRIM 数据 |
| 原始 SRIM 表 | 原始单位、气体密度和计算信息 |
gic_experiment.root |
fall.root 的全部 5500 条实验事件；原采样值、顺序和分支均保留 |
gic_filtered.root |
fana.root 的全部 5500 条已处理记录；与原始记录逐事件对应 |
generate_grid.C |
将正文的单条径迹计算重复用于 9 个能量、19 个角度，生成 gic_grid.root |
| data_provenance.json | 数据来源、原文件校验值和派生方法 |
两本 notebook 只需要 ROOT（PyROOT 版另用 NumPy）；C++ 版也提供同名 .C macro。generate_grid.C 与 notebook 放在同一目录。实验分析读取模拟部分生成的 gic_templates.txt。.C macro 从本目录运行，图输出到 figures/。
模型与处理¶
- 保留原装置、气体和四组 α 能量。两区漂移速度为 40、34 mm/μs，前放时间常数 27 μs。
- 确定性示例用 2 keV 能损小段建立平均径迹，缩放到 SRIM projected range；不抽样径迹涨落。时间步长为 10 ns，按重叠时间计算电流，保证积分电荷不随到栅时刻的舍入而改变。
- 模拟关联图使用确定的能量—角度网格，不添加噪声；每条波形的电流、电荷和前放响应来自同一计算。
- 波形累积图显示采样点密度，不是平均波形或电荷积分。时间 bin 不小于采样间隔，幅度 bin 按所画物理量设置。
- 实验波形与模拟波形不共享人为的电压刻度。形状比较采用前沿对齐与归一化，未归一化的幅度用于电荷及能量讨论。
- 梯形成型演示电荷读出的原理；未把得到的 ADC 幅度当作已经刻度的 MeV。滤波峰高、成型幅度和积分电荷分别标注，不混用。
重建网页¶
教师环境需安装 nbformat、nbconvert、NumPy 和 ROOT。_sources/ 中的 Markdown 文件是正文与双语代码的维护源；build_lessons.py 执行 PyROOT 代码、运行 C++ macro，并把输出和图放在相应代码之后。
python3 build_lessons.py
如需从原始数据重建教学输入：
python3 prepare_data.py --experimental /path/to/fall.root --processed /path/to/fana.root
Simulation_Pulses.html 与 comparison_of_pulse_shapes.html 保留为旧链接入口，分别转到模拟与实验分析的相应章节，不再重复保存一套教程内容。