蓋革一米勒計數(shù)管的特性及放射性衰變的統(tǒng)計規(guī)律

1、佛山科學技術學院佛山科學技術學院實驗報告報告課程名稱課程名稱近代物理實驗近代物理實驗實驗項目實驗項目蓋革一米勒計數(shù)管的特性及放射性衰變的統(tǒng)計規(guī)律專業(yè)班級專業(yè)班級1010物師物師姓名姓名李福潘李福潘學號學號20102841132010284113儀器組號儀器組號指導教師指導教師李斌老師李斌老師成績成績日期日期20132013年4月8日星期一日星期一一.實驗目的實驗目的（1）了解蓋革—米勒計數(shù)管的工作原理及特點；（2）學會如何測量其特性參數(shù)

2、及確定管子的工作電壓；（3）掌握測量物質吸收系數(shù)的方法，并驗證核衰變的統(tǒng)計規(guī)律。二實驗儀器實驗儀器實驗裝置包括GM計數(shù)管、計數(shù)管探頭、自動定標器、鋁吸收片和放射源。計數(shù)管探頭是一個?前置放大器，用于將計數(shù)管產生的脈沖進行放大。自動定標器已集高、低壓電源和定標器為一體，計數(shù)管所需高壓便由自動定標器提供。三.實驗原理實驗原理計數(shù)管可看成是一個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動，高壓電源便通過電阻R向計數(shù)管充電，使陽極電位恢復，在陽極上就得到一個負的電壓脈沖。因此，一次雪崩放電就得到一個脈沖，即一個入射粒子入射只形成一個脈沖，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。2、GM管的特性（1）坪曲線。在強度不變的放射源照射下GM管的計數(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、坪長和坪斜。起始電壓即計數(shù)管開始放電時的外加電壓，圖中用表示。坪長即坪區(qū)0V的長度，圖中為之差。坪斜即坪區(qū)的坡度，通常用坪區(qū)內電壓每增加l00時計數(shù)率增長的百分21VV和V比表示：[單位:%(l00V)](1)42112211012nnTnnVV?????（）（V）式中表示坪斜，，分別對應于和時的計數(shù)率。T1n2n1V2V實驗報告內容：一實驗報告內容：一.實驗目的實驗目的二.實驗儀器實驗儀器（儀器名稱（儀器名稱型號，參數(shù)，編號

5、）型號，參數(shù)，編號）三.實驗原理（原理文字敘述和公式，原理圖）實驗原理（原理文字敘述和公式，原理圖）四.實驗步驟實驗步驟五，實驗數(shù)據五，實驗數(shù)據和數(shù)據處理和數(shù)據處理六，實驗結果六，實驗結果七，分析討論（實驗結果的誤差來源和減小誤差七，分析討論（實驗結果的誤差來源和減小誤差的方法，實驗現(xiàn)象的分析，問題的討論）的方法，實驗現(xiàn)象的分析，問題的討論）八，思考題八，思考題所以趣大，相對誤差越小，測量精度越高。因此，當放射源較弱時，為了保證測量N精

6、度可延長測量時間以增大計數(shù)。設時間內測得的計數(shù)為，則計數(shù)率為，所以計數(shù)率的標準差及相tNntNn?N?對誤差分別為nE(10)tntNtNn???2?(11)NntntnnEnn11?????任何放射性測量總存在本底設時間內測得的本底計數(shù)為，本底計數(shù)率為btbN時間內測得的樣品計數(shù)（包括本底）為，計數(shù)率為；則凈計數(shù)率為sbtn；sNsn0n，所以測得的樣品真計數(shù)率的結果可表示成bsnnn??0bbssbsntntnnnn?????）（0

7、0?四、實驗步驟四、實驗步驟1、把全部器件的順序擺放在平臺上，調至共軸。2、將光源S放于準直鏡的物方焦點F1處，并使從出來的平行光垂直的照射在θ調制板上。3、將屏置于離θ調制板1米處，前后移動I2，使θ調制板的圖像清晰的成在屏上。4、在付氏面上加入θ調制頻譜濾波器，在θ調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于1.測量GM管的主要性能——坪曲線和分辨時間。（1）測坪曲線。接好線路并檢查定標器是否正常工作（用自檢

8、檔檢查），取一放射源置于GM計數(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隔測量各個電壓對應的計數(shù)率（每個電壓測量3次計數(shù)），直到計數(shù)率顯著增長為止。要求每次測量的相對誤差小于2％，測完后將高壓降到零。根據記錄數(shù)據繪出坪曲線，確定0V計算出坪長和坪斜，并選定工作電壓。21VV及（2）用雙源法測分辨時間。用上面相同的裝置，將高壓調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（可用加吸收片的辦

9、法），通常實驗室所用1???m的圓柱形GM計數(shù)管的分辨時間的數(shù)量級為，請計算應小于多少。此外，要保證s310?m實驗條件完全相同，必須使源I和II在單獨測量及同時測量時的幾何位置不變，請考慮測量順序。要求每個計數(shù)值的相對誤差小于1％。2.驗證核衰變所遵從的統(tǒng)計規(guī)律。（1）高斯分布。固定高壓、計數(shù)時間及源位置，重復測量300次以上計數(shù)，記錄數(shù)據并用計算機作統(tǒng)計，畫出分布曲線并求出平均值和標準差，然后將所求得的值N?N代入高斯分布式（7），