КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методика проведения измерения
Экспериментальная установка Установка, используемая в данной работе, позволяет определить степень поглощения g - излучения при переходе его через слои различных веществ равной толщины; вычислить коэффициент поглощения m исследуемого вещества. Установка изображена на рис. 2. рис. 2. Схема экспериментальной установки
Она содержит радиоактивный препарат 1, испускающий g -излучение. Под препаратом помещается поглощающая пластина 2 из исследуемого вещества. Интенсивность g излучения, прошедшего через пластину, измеряется с помощью газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера 3 и пересчетного прибора 4. Из восьми клавиш, находящихся на лицевой панели пересчетного прибора, в данной работе используются только клавиши с надписями: "Сброс", "Стоп", "Пуск", "Сеть". Устройство газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера показано на рис.3. рис. 3. Схема включения счетчика Гейгера - Мюллера
Внутри баллона 1, заполненного смесью газов, находятся два электрода 2: и 3. Полый металлический цилиндр 2 служит катодом, а металлическая нить 3, натянутая по его оси - анодом. Источник высокого напряжения 4, в цепь которого включен резистор 5, создает в пространстве между анодом и катодом сильное электрическое поле. Квант g - излучения, проникающий в пространство между анодом и катодом, ионизирует ряд атомов газа. Положительно заряженные ионы движутся к катоду, а электроны к аноду. Разгоняясь в сильном электрическом поле между анодом и катодом, электроны приобретают энергию, достаточную для ударной ионизации атомов газа, и порождают на своем пути новые ионно-электронные пары. В свою очередь, электроны, появившиеся в результате ударной ионизации, вскоре также приобретают энергию, достаточную для новых актов ионизации газа, и т.д. В газовой смеси, заполняющей счетчики, развивается лавинный разряд, ток которого создает на резисторе 5 импульс напряжения, который, в свою очередь, вызывает срабатывание пересчетного прибора. Количество импульсов, регистрируемое в единицу времени, пропорционально интенсивности g - излучения. Поэтому (1) можно записать в виде:
(2) где Nd - количество импульсов, зарегистрированное за время t при наличии поглощающего вещества между препаратом и счетчиком. N0 - количество импульсов, зарегистрированное за то же время при отсутствии поглощающего вещества. Необходимо учесть, что счетчик регистрирует не только излучение препарата, но и так называемое фоновое излучение. Оно складывается из космического излучения, пронизывающего в околоземное пространство, и из излучения радиоактивных изотопов, которые в очень небольшх количествах присутствуют в материалах стен, зданий, в воздухе, почве, организме человека и т.д. С учетом фона запишем (2) в виде: или (3) где Nф - количество импульсов от фонового излучения, зарегистрированного за время t. Методика измерений При выполнении данной работы необходимо: - убедиться в справедливости закона Ьугера-, - определить значения линейного коэффициента поглощения для двух различных веществ. Из (3) следует, что зависимость от d является линейной: (4) рис. 4. Методика обработки результатов для нахождения по угловому коэффициенту
Поэтому для проверки справедливости закона Бугера достаточно построить график зависимости от d и убедиться в его линейности в пределах погрешности измерений (рис 4) Определение Nф следует производить при изолированном от счетчика контейнере с препаратом. Для определения N0 следует установить контейнер с препаратом над счетчиком и удалить все предметы, находящиеся между препаратом и счетчиком.
При определении Nd следует поместить между препаратом и счетчиком слое исследуемого вещества, толщина d которого предварительно должна быть измерена микрометром. Во всех трех случаях время для регистрации импульсов берется одинаковым, т.е. пересчетный прибор следует включать на один и тот же промежуток времени, например, 1 минуту. Время работы пересчетного прибора измеряется секундомером. Считывание показаний пересчетного прибора производится в соответствии с принципом построения десятичной системы счисления: крайний справа декатрон доказывает единицы импульсов, второй справа - десятки импульсов и т.д. Коэффициент линейного поглощения μ исследуемого вещества можно определить по графику зависимости от d (5) где α - угол, образованный графиком зависимости от d и осью d
Порядок выполнения работы: 1. Выписать сведения о приборах и принадлежностях, используемых в работе; время работы пересчетного прибора по указании. преподавателя. 2. Контейнер с радиоактивным препаратом закрыть крышкой и максимально удалить от счетчика. С разрешения преподавателя подключить установку к сети, нажать клавиши "Сеть" и "Стоп" на лицевой панели пересчетного прибора. При этом на декатронах пересчетного прибора должна появиться индикация. Клавишей "Сброс" установить индикацию на нули. Нажать клавишу "Пуск" и одновременно включить секундомер. Через указанный промежуток времени нажать клавишу "Стоп" и считать с декатронов пересчетного прибора число импульсов фона Nф. Результат занести в таблицу. 3. Установить на счетчик контейнер с препаратом, снять о неге крышку. Определить число импульсов N0. 4. Измерить микрометром толщину пластин первого исследуемого вещества. Помещая пластины между препаратом и счетчиком, определить число импульсов Nd для трех различных значений d. При этом для увеличения общей толщины поглощающего слоя d нужно складывать пластины в стопку. Результаты внести в таблицу. 5. Повторить п.4 для другого вещества. Выключить установку. Пользуясь данными, построить графики зависимости от d для исследуемых веществ. 6. По формуле (5) определить значение μ для исследуемых веществ. Определить абсолютную и относительную погрешности результатов эксперимента.
Показать справедливость закона Бугера, исходя из построенного графика. Таблица
Примечание: 1 – строка в столбце “ d ” таблицы соответствует одному из исследуемых материалов, 2 я – другому.
Контрольные вопросы а) Для допуска к работе: 1. Объяснить устройство и принцип действия счетчика Гейгера. 2. Привести и пояснить закон Бугера. 3. Что такое коэффициент поглощения и ионизирующего излучения от чего он зависит? 4. Какова методика определения коэффициента поглощения в данной работе?
б) Для сдачи работы 1. Проанализировать полученные результаты. У какого ив исследуемых веществ коэффициент поглощения больше? 2. Что показывает величина μd; 3. Какие существуют виды ионизирующих излучений и каковы их свойства? 4. Чем обусловлено фоновое излучение? 5. Какие существуют типы счетчиков ионизирующих частиц (кроме счетчика Гейгера)? Пояснить их устройство и принцип действия.
Литература 1. Савельев И. В. Курс общей физики. М.; Наука, Т.2. I978 T.3 1979. 2. Королев Ф. A. Курс физики. Оптика. Атомная и ядерная физика.- M. Просвещение, 1974. 3. Физический практикум/Под ред. В. И. Ивероновой, 1968.
Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 400; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |