X光系列实验报告Word格式文档下载.docx

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满足：

本实验研究X射线衰减于吸收体材料和厚度的关系。

假设入射线的强度为R0，通过厚度dx的吸收体后 

，由于在吸收体内受到“毁灭性”的相互作用，强度必然会减少，减少量dR显然正比于吸收体的厚度dx，也正比于束流的强度R，若定义μ为X射线通过单位厚度时被吸收的比率，则有 

-dR=μRdx 

考虑边界条件并进行积分，则得：

R=R0e^（-μx） 

透射率T=R/R0,则得：

T=e^（-μx）或lnT=-μx 

式中μ称为线衰减系数，x为试样厚度。

我们知道，衰减至少应被视为物质对入射线的散射和吸收的结果，系数μ应该是这两部分作用之和。

但由于因散射而引起的衰减远小于因吸收而引起的衰减，故通常直接称μ为线吸收系数，而忽略散射的部分。

三、实验内容与步骤 

设置高压U=35KV, 

设置电流I=0.02mA,设置步长Δβ=0.1o 

设置Δt=3s,下限角为6o 

，上限角为

由excel拟合可得近似为一条直线，所以X射线满足朗伯定律。

下求X光在铝中的衰减系数μ

由

得

分别带入上述数据可得

1.04,1.006，0.958，0.715,1.03i=1,2,3,4,5

μ=（1.04+1.006+0.958+0.715+1.03）/5=0.9478

七．实验结论以及误差分析。

在衰减箔厚度对X射线衰减的影响的实验中，测得y=0.9367x-7.0545,符合朗伯定律，在误差允许的范围内，可以得到μ=0.9478.

误差分析：

误差可能来源于仪器的精度，实验器材的磨损和腐蚀，外界光的干扰等。

实验建议：

提高仪器精度和实验技术水平，采用更加完好的实验器材阻止外界光的干扰等。

实验二普朗克常数的测定

一、实验目的

测定普朗克常数的大小，了解其原理，加深对X射线的认识，在实验中提高自己的实验能力，动手能力。

二、实验原理

X光管发射的连续谱都有一个特征的短波限波长，其大小与x光管的加速电压有关。

由实验家发现的短波限波长与加速电压之间存在有反比例关系。

因为短波限波长对应的是最大能量，而x光光子能获得的最大能量是入射电子的全部动能，所以我们可以得出短波限波长等于hc/eu,其中U为x光管得加速电压，由此我们可以求得普朗克常数。

三、实验内容和步骤 

设置电流I=0.1mA,设置步长Δβ=0.1o 

设置Δt=3s,下限角为6o 

，上限角为10o。

按下COUPLED键，然后按下SCAN键，记录数据，然后分别记录管压等于34KV、33KV……26KV的测量系列。

四、实验方法和结果

借助NaCl晶体测量不同U下附近的衍射谱，利用实验软件提供的功能，对各条谱线附近区域进行直线拟合，从而得到不同的U对应的。

实验中使用该方法在不同电压下进行多次测量，得到=A/U-B，并由A=hc/e，求出h。

U/KV

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

/pm

33.1

33.8

34.8

35.9

37

38.5

39.8

41.4

43

44.5

拟合结果：

y=1185x-0.1

h=1185e/c=6.32x10-34J/s 

理论值h=6.62x10-34J/s

相对误差：

％

相对误差约为4.53% 

理论上来说，，即做~1/U图应该过原点，实际上会有一个小量偏移，考虑调零偏差角，有小角近似

由

得

五、误差分析及影响实验结果的主要因素

1、由于分光仪的分辨本领不够高, 

往往把波长限的边界弄得模糊不清, 

无法作出精确估计;

2、 

为了获得足够强的X 

射线, 

电子投射的靶子有一定厚度, 

有可能每个电子不止发射一次韧致辐射, 

从而增加了边界的模糊;

3、边界附近的X光谱形状会有微小的不规则性, 

因此判定即使仪器分辨本领足够高, 

也得不到更精确的数据

影响实验结果的主要因素

1、光缝宽度光缝包括X射线出射光阑和传感器的入射狭缝，光缝宽度较大时，X射线的发射角也较大，此时波长的单色性下降，附近区域不规则明显变大，影响直线拟合确定的效果，根据统计规律，计数率R的相对不确定为1/√R,由此知光缝宽度不能太小；

否则R值太低，相对不确定度增大，统计涨落明显，同样不利于选取的拟合区域

2、光缝与靶台的距离其对实验结果的影响的原因与光缝宽度相同。

距离太大会使计数率太低；

距离太小，会降低角分辨本领。

3、管电压U仪器仪表的高压示数与真实值有差别，所用的U不准。

但是由于管电压量级达到104KV，实验室中要检验如此高压并不容易。

实验中尝试过利用Mo靶的激发电压为20KV这一有效信息进行检验，但是激发电压作为临界值，实际上据此很难做出判断。

4、NaCl晶体本实验借助NaCl晶体分辨不同的波长。

长期使用的NaCl晶体会有破损，且表面沾附着各种杂质，这会影响分辨效果。

5、其他测量时间可以适当增加，减少统计涨落对谱线的影响。

六、结论

本实验测出的h=6.32x10-34J/s，用X射线谱短波限法测量h的关键在于如何准确的测量和确定。

由前面的分析知，要提高实验精度，减小系统误差，就必须对光缝宽度等实验条件进行严格调整，使用新的晶体，同时保证电压U和衍射角θ的准确性。

在现有的实验条件下，由于仪器分辨率有限，谱线不可避免的展宽，在确定时就必须进行修正。

此时，直线拟合法就不适用；

而区域平均法则通过合理的修正，得到误差更小的结果。

七、实验改进意见

由于谱线展宽直线拟合法给出的截距值与的含义不符，查阅资料得知，由于谱线展宽影响实验结果的情况在精度不高的实验中比较普遍，如验证Moseley定律实验，吸收边也存在类似的展宽，由此借鉴确定的方法来确定。

确定的方法为：

选择透射谱中最低点和最高点之间的区域作为标志区域，软件给出该区域的的平均值作为值，仿照此法，将直线拟合区域的平均值作为值（称为区域平均法），区域平均法是一种比较合理的修正方法，从而更好的减小系统误差。

新方法的关键之处在于如何选取平均区域。

说明做了哪些X射线实验及这些实验的目的、意义。

各实验的原理与设计思想的简要阐述。

各实验的实验过程、数据记录、处理和讨论。

实验中发现的各种问题及其解决方法；

进一步实验的设想。

对X射线系列实验的总评价、收获和改进意见。