Описание лабораторной установк и

Рис. 2. 1. Контейнер с радиоактивным изотопом, 2. Рассеиватель,  3. Детектор – сцинтилляциллятор и ФЭУ.

Подробное описание опыта Комптона и теории рассеяния приведено в методических указаниях  и в рекомендованной литературе. Лабораторная установка (внешний вид которой дан на рис. 1), представляет собой действующую модель установки по рассеянию рентгеновских лучей. Она  подробно описана в [4]. 

Необходимо отметить, что в ней вместо рентгеновского спектрографа Комптона используется сцинтилляционный g-спектрометр, работа которого основана на иных принципах. Рассеянный веществом g-квант попадет в сцинтиллятор, изготовленного из NaI и вызывает фотоионизацию. Происходящие при этом световые вспышки при помощи фотоэлектронного умножителя и амплитудного анализатора преобразуются в электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии кванта. Таким образом, регистрируется как число импульсов, так и их амплитуда. Типичный спектр (сравните спектр на рисунке 1!), полученный при помощи сцинтилляционного спектрометра, показан на рисунке 3.

Рис.3. Амплитудный спектр, полученный посредством сцинтилляционного спектрометра.

По оси абсцисс отложены номера каналов, каждому из которых соответствует определенное значение энергии g-кванта, по оси ординат – число импульсов (квантов), имеющих ту или иную энергию.

В спектре ярко выражен максимум – пик А, образованный квантами с максимальной энергией, называемый "пик полного поглощения". При меньших энергиях спектр представляет собой некое плато, происхождение которого обусловлено тем, что при взаимодействии g-квантов с электронами, последние получают различные энергии, вплоть до максимальной (см. формулу (9) методических указаний), равной

.

Таким образом, энергетический спектр должен обрываться при энергиях выше Е_МАХ, что имеет место в виде минимума слева от пика полного поглощения. 

Измерения

Внимание!

Во избежание поломки прибора запрещено смещать детектор за пределы 0^о и 90^о.

Экспериментальная задача состоит в измерении энергии рассеянных под разными углами g-квантов, определении соответствующей длины волны и в сравнении величины полученного смещения Комптона Dl=l-l₀ с теоретически вычисленным. Экспериментальная часть работы включает в себя несколько этапов, детально описанных в методических указаниях:

1. Подготовка к работе

2. Калибровка спектрометра

3. Набор спектров рассеянных g-квантов

4. Обработка спектров

5. Задания

 Рассчитайте величины (метод расчета подробно описывается в "помощи" см. [4]):

1. Длины волны (в ангстремах),

2. Комптоновский сдвиг – экспериментальный (в ангстремах),

3. Комптоновский сдвиг – теоретический (в ангстремах).

Контрольные вопросы

1. Дайте обоснование для возможности рассматривать рентгеновское излучение, как волновой процесс.
2. Укажите, какие явления не может обосновать волновая теория электромагнитного излучения.
3. В чем состоит явление Комптона?
4. Получите соотношение (2).
5. В чем состоит явление Комптона?
6. Имеет ли место эффект Комптона при рассеянии на протонах, нейтронах и других микрочастицах? Можно ли в этих случаях пользоваться формулой (2).
7. Сравните работу дифракционного и сцинтилляционного спектрометров.

 

 

Лабораторная работа № 25

Эффект Мёссбауэра

(В работе)

 

Лабораторная работа № 26

Изучение нестационарной теплопроводности (в работе)

 

 

Лабораторная работа № 27