相对论验证实验.ppt

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1、相对论验证实验实验人：任知燕系别：光信息科学与技术学号：06300720374合作者：茅玉敏组号：A4实验背景测量γ射线的强度是核辐射探测的一个重要方面。在许多的近代科学研究中有着广泛的应用。本学期，我们在相对论验证实验和NaI单晶γ能谱仪实验中所使用的能量探测器可以方便地进行能量的测量，并且有较高的探测效率。通过这两个实验，让我对能谱仪的性能以及使用定标曲线的方法有了深刻的认识和理解。实验仪器本实验的装置主要包括放射源、能量探测器、磁场以及真空系统四个部分。实验原理用β粒子验证相对论动量一能量关系是一个重要近代物理实验．实验使用多遭分析仪测量β粒子的能量，用β粒子磁谱仪测

2、量β粒子的动量，从而得到其动量一能量满足相对论的关系：实验原理在磁场外距β源ΔX处放置闪烁探测器来接收从该处出射的β粒子，从β源射出的β粒子具有连续的能量分布,因此探测器在不同位置就可测得一系列不同的能量值。用γ放射源137Cs及60Co对NaI(Tl)闪烁探头进行能量定标。按相对论能量-动量关系求出测量的动量。粒子的动量理论值为:p=eBR=eBΔX/2。验证相对论给出的理论公式的正确性。实验操作确定高压的值。后把真空室抽成真空,打开β源开始实验,移动探测器测量不同位置处的β粒子能谱峰位所对应的道数CH,并记录相应的位置坐标X。实验操作用γ放射源137Cs及60Co对Na

3、I(Tl)闪烁探头进行能量定标。实验结果最后利用计算机软件进行数据处理。1.等效磁场道址CH能量E（单位：Mev）位置X(单位：cmPCPCT磁场平均值（单位：GS）PC的相对误差820.1843450.6626231.177051.339271.82932.52.1982.284651.373.70%7931.58330.522.03650.931.50%6541.32727.51.7071.766650.313.30%5241.088251.4591.515649.133.70%3790.82322.41.21.233647.572.60%2420.57719.80.9

4、460.961644.171.50%实验结果最后利用计算机软件进行数据处理。2.均匀磁场（Magfild：647.3GS）道址CH能量E（单位：Mev）位置X(单位：cm)PCPCTPC的相对误差DPC820.1843450.6626231.177051.339271.82932.52.1842.2844.30%7931.58330.51.9882.032.10%6541.32727.51.6991.7663.80%5241.088251.4551.5154.00%3790.82322.41.21.2332.70%2420.57719.80.9510.9611.00%实验结

5、果上表中，PC代表由测得能量按相对论公式推出的PC值。而PCT则为实际的PC值，即由p=eBR=eBΔX/2算得的PC值。在测电子峰值时，我们发现X越大，能量也越大，符合理论。并且由图可知，我们已证实了电子在高速运动时，其动量-能量关系符合相对论公式，而非经典关系。实验小结等效磁场得出的误差来的小。因为改变高压（HV）的值即改变了闪烁探头能量定标的条件，因此在实验前选择合适的高压值很重要。实验时我们最终定在713V。在能量定标时，应取出β-源。由于γ射线经磁场后不会改变方向，故在定标时应使定标源直接射入探头。实验小结本底峰不完全由噪声而引起。在用60Co定标时，实际测得的1

6、.17MeV、1.33MeV对应的峰计数率要小得多。这主要是由于放射源比较弱，以及本底影响较大。在定标以及测量时，应等待有较高的计数率。误差来源磁场老化。峰的计数率还不够大。寻峰时产生的误差。读位置X时的读数误差。高压不稳定。Thankyou！