近代物理实验

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1、《近代物理实验》一、填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的b射线、g射线和中子。因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。3.g射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。4、对于不同的原子，原子核的质量不同而使得里德伯常量值发生变化。5、汞的546.1nm谱线的塞曼分裂是反常塞曼效应。6、由于氢与氘的能级有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的

2、目的是将圆偏振光变为线偏振光。10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。11、原子光谱是线状光谱。12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。包括起始电压、坪长、坪斜等。一只好的计数管，其坪长不能过短，对于③有机管，其坪长不能低于150伏，对于④卤素管，其坪长不能低于50伏。坪斜应在⑤0.1----0.01%每伏___以下。计数管工作时工作点应选在坪区的⑥左1/3-1/2__处。15、必须把光源放在足够强

3、磁场中，才能产生塞曼分裂。二、简答题1.如何区分盖革－弥勒计数管的正负极？答：盖革－弥勒计数管的结构通常有两个电极，其中和外部阴极筒相连的电极是阴极（负极），和中间阳极丝相连的是阳极（正极）。2、在单道闪烁g谱仪实验中，为什么要先粗测谱型？答：这是因为单道有一定的分析范围，在本实验中所使用的单道，其分析范围为0－10V。在实验中我们先通过示波器观察，将核信号输出的脉冲高度调至8伏左右，由于示波器只是定性观察的仪器，并不能精确保证光电峰的位置也在8伏左右，因而为保证所有的信号脉冲都能够落在单道的分析范围以内，防止只测到半个光电峰的情况出现，需要用线性率标或者定标器

4、粗测谱型。3、氢原子光谱含有几个独立的光谱线系，它们的名称是什么？其中哪个线系位于可见区？答：氢原子光谱含有5个独立的光谱线系，它们分别是：赖曼系、巴尔末系、帕邢系、布拉开系、普丰特系。其中，巴尔末系位于可见光区。8、在测量未知源g射线的能量时为什么要对g谱仪进行刻度？如何刻度？答：用g谱仪测量未知源g射线的能量属于相对测量方法。根据g谱仪测量原理可知，g谱仪测量的实际上是g射线与探测物质相互作用后所产生的次级电子能量的分布情况。在相同的放大条件下，每个脉冲幅度都对应g射线损失的能量，在一定能量范围内，g谱仪输出的脉冲幅度与次级电子能量之间呈现一定的线性关系。为

5、确定该线性关系，需对g谱仪进行能量刻度。刻度方法是首先利用一组已知能量的g放射源，在相同的放大条件下，测出它们的g射线在g谱中相应的光电峰位置，然后做出g射线能量对脉冲幅度的能量刻度曲线，这样每个脉冲幅度就对应不同的能量。实验中通常选用137Cs（0.662MeV）和60Co（1.17MeV，1.33MeV）来进行刻度。9、解释什么是同位素效应？答：同一元素的不同同位素由于原子核质量不同而使它们的光谱随着原子核质量的增大向波数增大的方向出现一个位移，这种现象称为同位素效应。10、什么是放射性计数的统计性？答：由于放射性衰变存在统计涨落，当我们做重复的放射性测量时

6、，即使保持完全相同的实验条件，每次测量的结果也不会相同，而是围绕其平均值m上下涨落，有时甚至有很大的差别，这种线性称之为放射性计数的统计性。13、发生塞曼分裂时，谱线跃迁时M的选择定则是什么？答：选择定则是：=M2-M1=0，1（当=0时=0的跃迁是禁戒的）。14、单道闪烁g谱仪主要由哪几部分组成？g射线图谱测的是什么粒子的能量？跟随器光电倍增管线性放大器单道分析器定标器线性率表高压电源NIM机箱低压电源示波器答：单道闪烁g谱仪的组成如下图所示：由探头、线性放大器、单道、定标器、线性率表、示波器、低压电源和高压电源组成。根据单道闪烁g谱仪的探测原理，g谱仪测量得

7、到的g图谱实际上是g射线与NaI晶体相互作用产生的次级电子能量的分布谱。因而其实质测量的是次级电子的能量。17、如何判定标准具两个内表面是严格平行？答：当用单色光照明标准具时，从它的透射方向可以观察到一组同心干涉圆环，如果让观察的眼睛上下左右移动，而看到的花纹大小不随眼睛的移动而变化，说明标准具两个内表面是严格平行的。22、在G-M实验中，如果要求测量过程中的测量精度小于1％，如何确定测量所需要的时间？　答：如果测量要求测量精度小于1％，则根据可知，N应该大于等于10000，此时可以先选择一个测量时间，比如10秒，测量一个数据，计算出单位时间的计数，然后用100

8、00除以得到的计数率，即