PDF《新 课程 新实验 新认识 （Ⅺ）》

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1 把表 2实验数 据用Excel处理 , 得到,一∞坐标 曲线 , 如图 4所示 .根据峰谷点 的坐标值 即 可求 出值.3530222O蟋l5l050弗兰克 一 赫兹实验 . ^ 、 h {'

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0 电压%2 K / V 图4(5)结论板流,随加 速电压U∞的增 加不是单调上升,而是 出现一系列的极大值( 峰值 ) 和极小值 ( 谷值) , 相邻的峰 值之间对 应的加速 电势 差 均为 l

3 .

1 v左右(第一个 峰值 除外 ) . 也可以直 接用J2459学 生示波器来观察:将 信号输 出 接至示波器 外接输入 , 选择合适 的 扫描范围 、 幅度 和 频率 倍率,动态 显示 实验 曲线形成过程 , 观察波浪式爬坡 曲线 , 可观察谱峰 数6个以上 . (

6 ) 注意 事项 F―H管较 昂贵,搬动时应轻拿轻放,以防损 坏 .平时 不用 时取 下保 存.F―H管 响应很 慢,短时间内不可大幅度调节加速 电压 髓,要等微 电 流显示 值稳 定 时再读 数.3用传 感器 测量 放射 性(1)实验 背景探索物质放射性,过去~直用盖革计数器(J2554型) .半导体 G―M管与计算机相结合 , 为原子物 理实验出现 在课堂教学提供了崭新的平台.人教版、 沪科教版等高 中物理实验教科书在 选修 3―5 做一做 中建 议利用辐射传 感器测量 宇 宙射 线、研究放 射线 与距 离 的关 系、不同物质 对射线的吸收 能力 等.(2)实验 原理 传感器中的核心元件是 G―M管( 如图5 ) , 它 用来采集物体的辐射脉冲.不同射线可在 G―M 管 中产 生脉 冲放 电,每一 次都 被 累计 下来 , 就可反 映各 种材 料 的放 射性强弱.一 般情况下,计数率 N和放射源的强度 E之 间存 在着线性 关系:Ⅳ=. 图5系数 . y ) 表示放射源发出一个粒子引起传感器 《 教 学仪器与实验》 第24卷

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0 8年第11期・l

1 ・ 产生脉冲计数的概率, 是一个实验参数 , 在相同的 实验测 试条件 下,可以由计 数率反映放 射性 的相 对 强度 . (

3 ) 实验 器材辐射 传感器(G―M管)、与威尔逊 云室配套的放射源 ( 或其 他弱 放射源)的放射 性、数字采 集 器及 计算 机 .钢板 、 塑 料板 、 铅板(可取电动 车上 的蓄 电池箱 ) 等. (

4 ) 操作与现 象【实验

4 I N量地面上宇宙射线等辐射 周围不放 置任 何 放射 源,也可用传 感器检测到一 定 的辐 射,这叫本 底 辐射 .它主要来 源于宇宙射 线、周围材 料 的放 射和空气 放 射线 . 主要 成份是I3和7粒 子. 将G―M传感 器接 人数据采集 器,可以观 察 到即使 附近没有放 射源 , 也显示很 低 的计数率 , 此 为本底计 数率(如图6).经 多次测试,一般情况下,杭州地 区的本底计数率约为

2 0~2 6次/ m i n . 在实验环境 固定 的情 况下 , 每一分钟的计数 率都 各 不相 同.但 经过 统计分析 发现,本底 计数率呈 现 围绕 一个平 均值涨 落 的特 征 .可见 导致计 数率 产生 的放射性 现象存 在随机性 .这 是放射 衰变 的 重要特 征.图6【实验

5 】 研究放射性与距离的关系 将威 尔逊 云室 配套 的放 射源 ( 或其 他 弱放 射源) 分别 置于G―M 管 一定 距离,各测5min的平 均计数率 , 取其 每分钟 的平均计 数率 ( 见表 3和图7所示 ) .从 中可 见,放射性 的强度 随 着距 离 的增 大而 迅速减少,大致是按指数 函数 规律衰减的. 因此 , 避 免辐射 的最有 效措施 是远离 辐射 源.表3鑫碡肇每簦毓 壤鹊鹞懿囔叠灏幽7【实验