蓋革一米勒計(jì)數(shù)管的特性及放射性衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

1、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告報(bào)告課程名稱課程名稱近代物理實(shí)驗(yàn)近代物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目蓋革一米勒計(jì)數(shù)管的特性及放射性衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律專業(yè)班級(jí)專業(yè)班級(jí)1010物師物師姓名姓名李福潘李福潘學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)20102841132010284113儀器組號(hào)儀器組號(hào)指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師李斌老師李斌老師成績(jī)成績(jī)?nèi)掌谌掌?0132013年4月8日星期一日星期一一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解蓋革—米勒計(jì)數(shù)管的工作原理及特點(diǎn)；（2）學(xué)會(huì)如何測(cè)量其特性參數(shù)

2、及確定管子的工作電壓；（3）掌握測(cè)量物質(zhì)吸收系數(shù)的方法，并驗(yàn)證核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。二實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)裝置包括GM計(jì)數(shù)管、計(jì)數(shù)管探頭、自動(dòng)定標(biāo)器、鋁吸收片和放射源。計(jì)數(shù)管探頭是一個(gè)?前置放大器，用于將計(jì)數(shù)管產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行放大。自動(dòng)定標(biāo)器已集高、低壓電源和定標(biāo)器為一體，計(jì)數(shù)管所需高壓便由自動(dòng)定標(biāo)器提供。三.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理計(jì)數(shù)管可看成是一個(gè)電容雪崩放電前加有高壓因而在兩極上有一定量的電荷存在放電后電子中和了陽極上一部分電荷，使陽極電位降低

3、。隨著正離子向陰極運(yùn)動(dòng)，高壓電源便通過電阻R向計(jì)數(shù)管充電，使陽極電位恢復(fù)，在陽極上就得到一個(gè)負(fù)的電壓脈沖。因此，一次雪崩放電就得到一個(gè)脈沖，即一個(gè)入射粒子入射只形成一個(gè)脈沖，脈沖幅度的大小由高壓電源電壓和電阻R決定與入射粒子的能量和帶電量無關(guān)。2、GM管的特性（1）坪曲線。在強(qiáng)度不變的放射源照射下GM管的計(jì)數(shù)率n隨外加電壓變化的曲線如圖1所示。由于該曲線存在一段隨外加電壓變化而變化較小的區(qū)間即坪區(qū)，因此把它叫做坪曲線。坪曲線的主要參數(shù)有

4、起始電壓、坪長(zhǎng)和坪斜。起始電壓即計(jì)數(shù)管開始放電時(shí)的外加電壓，圖中用表示。坪長(zhǎng)即坪區(qū)0V的長(zhǎng)度，圖中為之差。坪斜即坪區(qū)的坡度，通常用坪區(qū)內(nèi)電壓每增加l00時(shí)計(jì)數(shù)率增長(zhǎng)的百分21VV和V比表示：[單位:%(l00V)](1)42112211012nnTnnVV?????（）（V）式中表示坪斜，，分別對(duì)應(yīng)于和時(shí)的計(jì)數(shù)率。T1n2n1V2V實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：一實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器（儀器名稱（儀器名稱型號(hào)，參數(shù)，編號(hào)

5、）型號(hào)，參數(shù)，編號(hào)）三.實(shí)驗(yàn)原理（原理文字?jǐn)⑹龊凸?，原理圖）實(shí)驗(yàn)原理（原理文字?jǐn)⑹龊凸?，原理圖）四.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟五，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)五，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)處理六，實(shí)驗(yàn)結(jié)果六，實(shí)驗(yàn)結(jié)果七，分析討論（實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差來源和減小誤差七，分析討論（實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差來源和減小誤差的方法，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，問題的討論）的方法，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，問題的討論）八，思考題八，思考題所以趣大，相對(duì)誤差越小，測(cè)量精度越高。因此，當(dāng)放射源較弱時(shí)，為了保證測(cè)量N精

6、度可延長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間以增大計(jì)數(shù)。設(shè)時(shí)間內(nèi)測(cè)得的計(jì)數(shù)為，則計(jì)數(shù)率為，所以計(jì)數(shù)率的標(biāo)準(zhǔn)差及相tNntNn?N?對(duì)誤差分別為nE(10)tntNtNn???2?(11)NntntnnEnn11?????任何放射性測(cè)量總存在本底設(shè)時(shí)間內(nèi)測(cè)得的本底計(jì)數(shù)為，本底計(jì)數(shù)率為btbN時(shí)間內(nèi)測(cè)得的樣品計(jì)數(shù)（包括本底）為，計(jì)數(shù)率為；則凈計(jì)數(shù)率為sbtn；sNsn0n，所以測(cè)得的樣品真計(jì)數(shù)率的結(jié)果可表示成bsnnn??0bbssbsntntnnnn?????）（0

7、0?四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟1、把全部器件的順序擺放在平臺(tái)上，調(diào)至共軸。2、將光源S放于準(zhǔn)直鏡的物方焦點(diǎn)F1處，并使從出來的平行光垂直的照射在θ調(diào)制板上。3、將屏置于離θ調(diào)制板1米處，前后移動(dòng)I2，使θ調(diào)制板的圖像清晰的成在屏上。4、在付氏面上加入θ調(diào)制頻譜濾波器，在θ調(diào)制頻譜濾波器上看到光柵的衍射圖樣。三行不同取向的衍射極大值是相對(duì)于1.測(cè)量GM管的主要性能——坪曲線和分辨時(shí)間。（1）測(cè)坪曲線。接好線路并檢查定標(biāo)器是否正常工作（用自檢

8、檔檢查），取一放射源置于GM計(jì)數(shù)管旁，慢慢升高電壓，找出起始電壓。然后從300V到800V，以25伏為間0V隔測(cè)量各個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)率（每個(gè)電壓測(cè)量3次計(jì)數(shù)），直到計(jì)數(shù)率顯著增長(zhǎng)為止。要求每次測(cè)量的相對(duì)誤差小于2％，測(cè)完后將高壓降到零。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)繪出坪曲線，確定0V計(jì)算出坪長(zhǎng)和坪斜，并選定工作電壓。21VV及（2）用雙源法測(cè)分辨時(shí)間。用上面相同的裝置，將高壓調(diào)到選定的工作電壓處。為滿足式（3）成立的條件，必須限制源強(qiáng)（可用加吸收片的辦

9、法），通常實(shí)驗(yàn)室所用1???m的圓柱形GM計(jì)數(shù)管的分辨時(shí)間的數(shù)量級(jí)為，請(qǐng)計(jì)算應(yīng)小于多少。此外，要保證s310?m實(shí)驗(yàn)條件完全相同，必須使源I和II在單獨(dú)測(cè)量及同時(shí)測(cè)量時(shí)的幾何位置不變，請(qǐng)考慮測(cè)量順序。要求每個(gè)計(jì)數(shù)值的相對(duì)誤差小于1％。2.驗(yàn)證核衰變所遵從的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。（1）高斯分布。固定高壓、計(jì)數(shù)時(shí)間及源位置，重復(fù)測(cè)量300次以上計(jì)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)并用計(jì)算機(jī)作統(tǒng)計(jì)，畫出分布曲線并求出平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，然后將所求得的值N?N代入高斯分布式（7），