杜安-亨特（Duane－Hunt）位移定律和普朗克常数

杜安- 亨特（Duane Hunt ）位移定律和普朗克常数 相关内容(Related topics) X-射线管、 轫致辐射、 X-射线特征、能级、晶体结构、晶格常数、干涉、不喇格方程 原理和任务(Principle and task) 记录 X-射线谱与阳极电压的函数关系 。由轫致辐射的短波长极限确定Duane-Hunt 位移定律和普朗克常数。 实验设备(Equipment) X-射线基本组件，35kV 09058.99 1 X-射线的角度计，35kV 09058.10 1 铜 X-射线管的插入组件 09058.50 1 计数管，B 型 0905.0 1 锂氟化物晶体，裱好的 09056.05 1 记录仪器： X-Y 记录仪 11416.97 1 连接线缆，100cm ，红色 07363.01 2 连接线缆，100cm ，兰色 07363.04 2 或者 X-射线组件的软件，35kV 14707.61 1 数据线，2*SUB-Dplug/socket， 9 pole 14602.00 1 计算机 课题(Problems) 1 用 LiF 单晶记录不同阳极电压发射的 X 射线强度和不喇格角的函数关系。 2 用第一步得到的光谱，确定 轫致辐射的短波长极限（或最大能量值）。 3 由这些测量结果验证 Duane-Hunt 位移定律和普朗克常数。 实验设备组装和实验过程(Set-up and procedure) 按例图 1 组装实验设备。 将直径为 1mm 的隔膜管固定在 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套接口上连接好角度计和计数管，设置角度计和裱好的晶体分析仪在中间位置，设置计数管在右档板。 记录光谱还需要以下的设置： 自动和手动模式 门时 2 s；角步进宽度 0.1 阳极电流IA=1mA 阳极电压 33kVUA13kV； UA =2kV, 当用 X-Y 记录仪来记录光谱时，将 Y 轴连接在 X-射线基本组件的模拟输出（lmp/s ），相应的， 为了晶体的角度的定位，将 X 轴插入模拟输出口 （使用选择按钮为输出选定晶体角度的模拟信号）。 当需要用计算机来记录时，可以通过一个 SUB-D 套接口与 X-射线基本组件连接。 使用LiF 单晶做分析仪，最先记录常规光谱阳极电压和电流的最大值（例图2）。然后，对不同的阳极电压，记录轫致辐射的光谱直到K 线（见例图3 ） 。 当X-Y记录仪被使用时，相应的增加X 通道的强度，并小心的校准，否则，将不可能得到轫致辐射开始点的准确角度。 注意(NOTE) 请不要将计数管长时暴露在主辐射区下。 理论和计算(Theory and evaluation) 电压的绝对值取决于 X-射线管的阴极，导致阴极发射的低能分布的电子被加速。当到达阴极时，电子得到能量为： （） （其中=基本电荷） 当到达时，一定比例的电子被不断的加速，它们的动能将被转换为连续能量分布的电磁辐射能。一些电子，一步就可以将动能转换为电磁辐射能，以致可以给 轫致辐射一个最短极限波长。在 1915 年， 杜安- 亨特（Duane Hunt）通过经验得出阳极电压的产生和最小波长min是一个常数，并有如下的关系： （） 这个关系可以简单的从爱因斯坦的质能方程中导出，如下： （） 其中： 普朗克常数 h =6.625610-34Js 光速 c =2.9979 108m/s 基本电荷 =1.602110-19As 计算得出最短波长： min=12.398（） 通过单晶可以对多色X- 射线进行分析。如果X- 线以观测角 撞击，如果部分晶面反射波的波程差是一个或更多的波长的时，衍射结构只能显示在反射中，这种情况可以用不喇格方程来描述； 2dsin n （4 ） （LiF 晶格常数 d=201.4pm ；n 是衍射级） 轫致辐射最短极限波长由观测角 决定。 min可以通过（4 ）式来计算。在例图4 中min被表示为阳极电压的倒数1/ UA函数。最终直线的斜率是： m=（） 这个结果被承认是和杜安- 亨特（Duane Hunt ）位移定律相一致的。 普朗克常数也可以用同样的测量曲线决定。 （） 在例图5 中sin 被绘制成阳极电压的倒数1/ UA函数。结合结果直线的斜率，我们可以得到： （） 结合（5 ）式，还有从例图2 中得到的观测角的值，铜X- 射线的特征线的能量能被计算出来： n=1 （） n=2 () 这些值都和文献提供的值能很好的吻合( 见试验5.1.01) 。 例图 1 X-射线分析实验装置 例图 2 铜 X-射线的光谱，使用LiF 做分析仪 例图 3 轫致辐射作为两阳极电压的函