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X-射线的康普顿散射

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X-射线的康普顿散射

X射线的康普顿散射相关内容Relatedtopics康普顿效应、康普顿波长、静能、吸收、透射、动量守恒和能量守恒定理、X射线、不喇格方程原理和任务Principleandtask用一束X射线照射塑胶可以得到康普顿散射。用计数管测量不同角度X射线散射的比例。测量时将吸收器放置在散射体的前面和后面,以致可以由先前测量透射曲线和从X射线的不同波长的各种强度减弱,来决定康普顿波长。实验设备EquipmentX射线基本组件,35kV09058.991X射线的角度计,35kV09058.101铜X射线管的插入组件09058.501计数管,B型09005.001晶体锂氟化物,裱好的09056.051X射线基本组件的康普顿附加装置09858.041相关附件X射线组件软件,35kV14407.611数据线,插头/插座,9针14602.001课题Problems1.通过不喇格散射和作图,确定透射曲线和波长的关系。2.使用散射体,不同角度的X射线散射强度是确定的。当把铝的吸收器放置在前面和后面时,强度发生减弱,在先前一样的角度下可以确定散射体,不同的透射系数液可以被计算出来。3.用不同的透射系数和透射曲线可以决定波长的改变。4.确定小于90度角的康普顿散射波长,并将与理论值相比较。实验设备组装和实验过程SetupandprocedurePart1铝放射的确定将直径为1mm的隔膜管固定在插入组件X射线的输出管。把X射线仪的开关关掉,在实验设备基板面的相应的SUBD套接口上连接好角度计。将计数管安装在挡板的计数管架子上,旋紧。在实验设备基板面BNC套接口上连接计数管线缆。在右挡板放置计数管架,在中间放置裱好的LiF晶体。并将它们固定好。推荐使用如下的设置阳极电压Ua35kV,阳极电流Ia1mA通过设定晶体同步选择和计算管的相对角度比为21,可以确定晶体反射的X射线的脉冲率N1(ϑ),该晶体在ϑ=(7.5°9.5°)之间以0.1°递增。用测量时间为100s。在X射线输出和晶体间插入铝的吸收器,重复以上的过程来测量脉冲率N2(ϑ)。用不喇格方程,计算波长λ,它是观测角ϑ的函数2dsinϑ=nλ(1)如果测量所得的脉冲为N,那么测量的相对误差可以从下面的比例给出()(2)由于计数管的死时间τ≈90μs,在高脉冲率N下,并不是所有的入射光子都被记录下来。真实脉冲N只能通过下面关系确定(-)(3)用正确的脉冲率计算传输值,它是波长λ的函数,并绘制成图。Part2确定康普顿散射用塑料散射体来代替晶体。将它放置在135°的角度(见例图2)。用孔径d=5mm的隔膜管代替孔径d=2mm的隔膜管。把计数管转到90°,按下面的步骤测量脉冲率N3用塑料散射体,不用铝吸收器N4在位置1用塑料散射体和铝吸收器N5在位置2用塑料散射体和铝吸收器为了测量N5,在计数管支架棒上夹紧吸收器。为了得到精确所需,用3100s的测量时间进行测量,取平均值来计算发射系数。如果需要,为了得到真实的脉冲率N还要考虑死时间和本底辐射。注意请不要将计数管长时暴露在主辐射下。理论和计算Theoryandevaluation例图3显示了康普顿几何散射的示意图。当从原始方向a的散射角处散射时,入射光子的能量将损失,而当从碰撞处β角度发射电子,其能量将会有一个腰槽。从能量守恒和动量守恒(考虑到相对电子的质量),散射光子波长的改变λ作为散射角的函数,最终确定ΔΔλ=(-)(4)其中普朗克常数h6.62561034Js光速c2.9979108m/s电子的剩余质量m0=9.1091031kg在90°散射时保持的变化叫做康普顿波长,其包含的能量(-)(5)其中,Ec时电子剩余能量。例图4显示了90°康普顿散射的情况,它的反射系数(-)可以看出T1T2。在例图4中记录的T的值产生了满意的结果,波长的差别是Δλ=λc=(2.5±0.4)pm小角度散射的结果和理论值不是很吻合,但仍然显示了,当散射角减小时,波长差别也减小。例图190°康普顿散射的使用装置例图290°康普顿几何散射的示意图例图3康普顿散射的动量关系(p1/p2=光子碰撞前/碰撞后,()=碰撞后电子动量)例图4铝的发射曲线

注意事项

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