(近代物理实验报告)盖革米勒计数器 实验报告.docx

1 盖革- 米勒计数器近代物理实验报告指导教师: 得分: 实验时间: 2009 年 10月 22 日, 第九周, 周四,第 5-8 节实验者: 班级材料 0705 学号 200767025 姓名童凌炜同组者: 班级材料 0705 学号 2007670 姓名车宏龙实验地点: 综合楼 507 实验条件: 室内温度℃, 相对湿度%, 室内气压实验题目: 盖革- 米勒计数器实验仪器: (注明规格和型号) 圆柱形γ计数管一支, 自动定标器一台(带高压电源), 示波器一台, 137 Cs 放射源一枚。实验目的: 1. 掌握盖革- 米勒计数器的结构、原理、使用方法 2. 验证核衰变的统计规律, 熟悉放射性测量误差的表示方法实验原理简述: 1. 计数管的构造与工作原理 GM 计数管有圆柱形和钟罩型两种, 其共同结构为圆筒状的阴极和装在轴线上的阳极丝共同密封在玻璃管内而成。管内通常充有约 10kpa 的惰性气体及相应的猝熄气体。当带电粒子进入计数管的灵敏区域时, 将引起管内气体的电离, 电力产生的电子在电场加速下向阳极运动, 一方面因电场加速获得能量, 一方面又因与气体分子碰撞而损失能量。在充有猝熄气体的计数管中, 这些光子大部分将被猝熄气体所吸收, 因而达不到阴极, 但却会逐步沿铅丝极方向扩展并产生新的电子(光电作用), 这些电子又会进一步产生雪崩式的放电。当电子到达阳极的时候, 因为正离子移动的很慢, 基本上没有移动能力, 从而形成了围绕着丝级的正离子鞘。 2 盖革- 米勒计数器由于放电后电子中和了阳极上的一部分电荷, 使得阳极电位降低, 随着正粒子向着阳极运动, 高压电源便通过电阻 R 向计数管充电, 使得阳极电位回复, 在阳极上变得到一个负的脉冲电压。这个负的脉冲电压, 便起到了计数的显示作用。 2. 计数管的特性 坪特性——包括起始电压、坪长、坪斜等当射入计数管的粒子数目不变时, 改变计数管两级之间所加的高压值, 发现由定标器测得的计数率有变化,如图所示的曲线。在这个图中, V0 称为起始电压, Δ V=V2-V1 称为坪长, 在坪区内, 电压每升高 1V是,计数率增加的百分数称为坪斜, 由公式表示为%100 *)( 121 12VVn nnk l???坪特性曲线反映了计数管的性能, 所以使用前必须对它进行测量。 死时间, 回复时间与分辨时间将正离子鞘从 r0 移动到 rc 这段不能输出脉冲的死寂时间称为死时间 td, 而此后正离子鞘从 rc 移动到阴极这段时间内, 阳极附近的电场逐步恢复到原来的大小, 这段所消耗的时间称为恢复时间 tg。将从一个正常呗记录的脉冲之后, 到能产生第二个可触动定标器的脉冲这段时间τ, 叫做分辨时间。即是说, 只有飞来的两个粒子的时间间隔大于这个分辨时间时, 才能够触发两个能够被识别的定标器脉冲。由于分辨时间的存在, 有很多粒子将会被漏记, 影响测量值的准确度。因而需要计数率修正公式进行修正, 修正公式如下?m mn??2 计数管的本底计数管处于工作电压下, 在没有放射源时所测得的计数率叫本底。在实际测量中需要在实测值中减去本底 计数管的探测效率探测效率是指当有一个粒子通过计数管的灵敏体积时, 引起一个输出脉冲的概率。 3 盖革- 米勒计数器 3. 核衰变的统计规律以及放射性测量的统计误差