X光系列实验报告

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1、X光系列实验报告本次共做了调校测角器的零点，测定LiF晶体的晶面间距，测定X光在铝中的衰减系数，并验证朗伯定律和普朗场常数h的测定。通过做一系列的实验，从而对X射线的产生、特点、原理和应用有较深刻的认识，提高自己的实验能力并提高独立从事研究工作的能力。本次分别写了X光在铝中的衰减系数，并验证朗伯定律和普朗克常数h的测定的实验报告。    实验一、测定X光在铝中的衰减系数，并验证朗伯定律 一、实验的目的和意义 通过本实验了解X射线的基础知识，学习X射线仪的一般操作；掌握X射线的衰减与吸收体材料和厚度的关系，训练实验技能和实验素养。二、实验原理和设计思想   

2、  X射线穿过物质之后，强度会衰减，这是因为X射线同物质相互作用时经历各种复杂的物理、化学过程，从而引起各种效应转化了入射线的部分能量。X射线穿过物质时要减弱，减弱的大小取决于材料的厚度和密度。在同一介质里不同波长的射线减弱的程度不同。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        

3、                      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=

4、0.02mA,设置步长Δβ=0.1o 设置Δt=3s,下限角为6o ，上限角为70o。将铝板底板端部插入原来靶台的支架，置传感器于0位，按下TARGET键，然后再按SCAN。四、数据处理和讨论由于改写为所以只需验证与d成线性关系即可，由于本实验未测出是多少，所以先去除，验证与d成线性关系。758.787449.41271.7855168.304117.770.3-6.6317-6.1079-5.6050-5.1258-4.7681-4.2528d（mm）0.511.522.53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

5、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=1,2,3,4,5μ=(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

6、，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  设置高压U=35KV, 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

7、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/KV35343332313029282726/pm33.133.834.835.93738.539.841.44344.5拟合结果：y=1185x-0.1h=1185e/c=6.32x10-34J/s 理论值h=6.62x10-34J/s相对误差

8、：％相对误差约为4.53% 理论上来说，，即做~1/U图应该过原点