用X射线观察康普顿效应的实验设计.ppt

《用X射线观察康普顿效应的实验设计.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、用X光观察Comptoneffect的实验设计0519052邱懋霖Outline实验原理设计实验具体实验方案实验注意事项所遇到的困难实验原理1.X射线波长在m到m高速电子和原子中的内层电子相互作用线光谱和连续谱实验原理2.康普顿效应1923年，美国物理学家康普顿在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的现象，即散射光中除了有原波长的x光外，还产生了更长波长的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化实验原理Δλ=λ2-λ1=h/mc(1-cosθ)=λc(1-cosθ)其中λc=h/mc=0.0243AΔλ即为康普顿散射波长差设计实验1.观测康普顿效应2.计算康普顿散射波

2、长差由于康普顿散射是非相干散射，没有干涉现象，因此不可能由衍射谱直接测量。解决办法：利用透射系数T！因为T与X射线波长有关！实验方案散射介质选择：石墨康普顿效应第一次被观测到就是用的石墨。（为什么？）石墨较轻，结合能较小，电子基本可以视为近自由电子。透射介质选择：Cu箔纯Cu薄片对X射线的透射率与X射线的波长满足：T=exp(aλn)T为X射线透过Cu箔的透射率；a，n为与X射线波长有关的常数。知道透射率T得出λ散射前后波长差实验方案测量透射率首先测量光路中不加Cu片时某一角度的计数率R0，然后分别将Cu箔固定在入射狭缝和出射狭缝处，测量X光量子被石墨散射前后穿过Cu箔的计数率R1

3、和R2。由于康普顿散射的强度比较低，尤其是在光路中加入Cu吸收片后,这时需要考虑背底的散射，即不加X光时的计数率R。实验方案T1=（R1–R）/（R0–R）T2=（R2–R）/（R0–R）代入T=exp(aλn)，最终得：Δλ=λ2-λ1=[（ln(R0-R)-ln(R2-R)）/a]1/n–[（ln(R0-R)-ln(R1-R)）/a]1/n实验中应该注意的问题选取散射角度时要避开衍射角利用Cu靶的2种不同波长的Kα和Kβ射线求出(5)式中a和n的值计数R越大相对不确定度越小在多个θ的条件下作测量短波长的X射线导致实验结果的相对误差会更小些实现设计的困难没有得到单色X光。固定波长

4、才可以计算T！（查阅文献得知，Ni滤波片可吸收Cu的Kα特征峰，从而筛选到Cu的Kβ波长）THEENDThankyou