近代物理实验2-1 盖革-弥勒计数器及核衰变的统计规律_第1页
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0910200方啸2011-09-19实验2－1盖革－弥勒计数器及核衰变的统计规律.目录G-M计数管G-M计数器核衰变统计规律统计误差实验内容.G-M计数管分为：γ计数管（常见圆管型）和β计数管（常见钟罩型）管中为压强10cmHg左右的惰性气体和少量猝灭气体云母片玻璃壳.G-M计数管工作原理：类似于一个单丝正比室碰撞电离—电子在强电场中漂移—次级电离—雪崩效应—阳极放电产生脉冲雪崩放电.G-M计数管雪崩放电

被电离而获得自由的电子将向阳极丝漂移。

接近丝(典型丝的直径约为几十m)的电场对于电子来说已经足够高了(10Kv/cm以上)，可以使这些电子再次电离其它原子产生雪崩——被电离离子对数目成指数增加。.G-M计数管雪崩效应的效果：图为单丝正比室电场强度与第一汤姆系数（用来表征电离的增长）的关系，充入气体为Ar和甲烷.G-M计数管气体分子退激发出光子—可能与阴极发生光电效应—产生光电子重复电离—连续放电淬灭气体的作用：1.强烈吸收光子，避免光电效应2.碰撞中吸收正离子能量，起到淬灭连续放电作用一般选有机物或卤素.G-M计数管性能：（1）坪特性：坪长、坪坡度、阈电压（2）死时间、恢复时间、分辨时间（3）探测效率（4）寿命（5）温度效应阈电压.G-M计数管性能：（1）坪特性：坪长、坪坡度、阈电压（2）死时间、恢复时间、分辨时间（3）探测效率（4）寿命（5）温度效应死时间：正离子鞘运行到能使电场恢复的地方r0所需时间恢复时间：正离子鞘从r0运行到阴极所需时间分辨时间：经过时间τ以后出现的脉冲能被定标器记录。.G-M计数管性能：（1）坪特性：坪长、坪坡度、阈电压（2）死时间、恢复时间、分辨时间（3）探测效率（4）寿命（5）温度效应探测效率：进入计数管的射线粒子能被记录的几率。β粒子：98%以上——由于直接电离γ粒子：1%左右——通过与物质作用产生光电子而间接电离.G-M计数管性能：（1）坪特性：坪长、坪坡度、阈电压（2）死时间、恢复时间、分辨时间（3）探测效率（4）寿命（5）温度效应寿命：计数管每放电一次就要分解大量猝灭气体分子。为了延长计数管的工作寿命，工作电压应选择低一点。.G-M计数管性能：（1）坪特性：坪长、坪坡度、阈电压（2）死时间、恢复时间、分辨时间（3）探测效率（4）寿命（5）温度效应温度效应：计数管在一定的温度范围内才能正常工作。温度太低—猝灭分子凝聚—猝灭作用减弱—坪长缩短，直至完全失去猝灭能力。.G-M计数器.核衰变统计规律大量核的衰变的统计规律：T时间内只有n个核衰变的几率为：n平均较大时，泊松分布化为高斯分布：.核衰变统计规律当m比较大时，泊松分布公式化为高斯分布当m比较小时.统计误差单次测量标准误差为：若测量值N，则相对误差为：结果为：多次测量若在完全相同的条件下，重复K次测量，平均计数为：标准误差：相对误差：结果为：.实验内容（一）测量G-M计数管的坪特性（二）观察测量次数对计数率标准误

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