X射线实验报告

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1、久蔚钱的处收和单晶怖拉橹笛射及冬俛祷特牲聊究宾验实验報告姓名：任宇星班级：F1407204C致远物理）学号：5140729003指导老师：叶庆好实验日期：2016.4.1一.实验目的1.初步了解X射线的产生、基木性质；2.观察X射线影像；3.研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系;4•研究X射线的衰减与吸收体材料的关系.二、实验内容1.实验研究X射线衰减与吸收体物质材料厚度和吸收体材料的关系，并分析实验结果。2•测定NaCI单晶的X射线布拉格衍射谱。3.研究杜红一昆特关系，测定普朗克常数，并分析实验结果。4.研究X射线的边缘吸收，分析解释实验

2、现象。三、实验仪器X射线管，NaCI品体，吸收体样品，Zr滤罩四、实验原理1、研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系理论上透射强度R=Roe-"X射线衰减与吸收体物质材料厚度的关系满足Lambert定律，即透射率T随吸收体物质材料厚度的增大，呈指数衰减。T=e_RX或InT=—

3、ix其中T为透射率,材料厚度。为透射前计数和透射后计数的比值，口为衰减系数，X为不同厚度的吸收样品置于同一圆弧状底片上，屮心间距10°,（0°处厚度为0）则对准笫一个中心位置，设置好仪器参数不变，逐次将底片旋转10°，记下透射强度（各角度均测100秒透射计数平均值），

4、即可得到X射线的衰减与吸收体厚度的关系。再加上Zr滤罩，每个位置取300s计数平均值，重复实验。2、研究X射线的衰减与吸收体物质的关系与上实验装置类似，不同材料的吸收片间隔排列，依次旋转底片即得X射线的衰减与吸收体材料的关系。3、测定NaCI单晶的X射线布拉格衍射谱布拉格衍射公式：nA=2dsin0其中d为晶面间距，n为衍射级数，入为入射波波长。将NaCI单晶置于X射线管中，等时间间隔旋转一定角度。测得各角度下的衍射强度即得其布拉格衍射谱。已知的初级衍射角为7.2度，将样品台和探测头调整至0点，在2度至25度之间扫描，即可得到NaCI单晶

5、的布拉格衍射谱。4、研究杜红一昆特关系，测定普册克常数X光子能量关系：Emax=eU=hvmax则：eUVmax=i即最小波长和电压的倒数成止比。故测得入Mn即可计算普朗克常量h.用已有的程序进行计算波长的值：入=2dsin0其中d二282.01pm,出此口J以得到R关于波长的曲线5、研究X射线的边缘吸收材料吸收X射线时，对某些波长的X光会出现透射率的突变:对应频率称边缘频率。实验中，用同样的材料作为X射线发射管，发射出两个波长的射线，峰值分别为儿和入B，两个波长满足关系:heEk一ElheEk一Em我们测定某特定材料的吸收系数。设定U二

6、30.0kV1=1.00mA,从4.2度到8.3度每0.1度取一个数据点，得到一条吸收。加上"滤罩，重复实验，得到稍低的另一条曲线。测量各峰值面积，代入下方公式计算入的辐射特征:五、实验数据及处理1、研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系（U=22.0kV,l=0.20mA）无Zr滤罩样品转过角度B/。R/S-1厚度x/mm透射率TInT04615.4010102843.620.50.6161160.484321201833.9810.3973610.92291301214.421.50.2631231.33513240767.0520.16

7、61941.79460250571.682.50.1238642.08857460359.0130.0777852.553804有Z门虑罩样品转过角度B/。R/S'1厚度x/mm透射率TInT02081.65010101143.20.50.54918-0.5993320645.0310.309865-1.1716230375.331.50.180304-1.7131140204.3220.098153-2.3212350141.22.50.067831-2.690746082.8830.039815-3.22352实验软件所得曲线T・x、

8、Ln「x关系如卜•图所示:2.5・20・H15-1・0・-0.5-InT-X变化关系0.00.51.01.52.02.53.0x(mm)(circle:withZrsquareiwithoutZr)根据Origin拟合,衰减系数为：（无Zr）u=8.3869+0.1898/mm-l,u=2.26%（有Zr）u=10.7164+0.2719/mm-l,u=2.54%可以看到与理论上呈指数衰减的规律吻合得较好。2、研究X射线的衰减与吸收体材料的关系参数设置：0°、10°(C)、20°(Al)：U=30.0kVJ=0.02mA,t=30s；30

9、°(Zr)、40°(Fe)、50°(Ag)、60°(Cu)：U=30.0kV,l=1.00Ma,t=300s；背景：U=0kVJ=1.0mA,t=300s样品转过角度B/°原子序数Z材料R/S