физика все лабы / 340 / 340-2
.doc
Лабораторная работа по физике №340/2
«Прохождение электромагнитного излучения
через вещество»
Выполнил ст. гр.ПВТ-011
Нечукин Г.А.
Проверил ______________
Санкт-Петербург
2001
Цель работы:
Исследование поглощения гама-излучения.
Краткое теоретическое обоснование:
Гамма-излучение является электромагнитной волной с частотой от до Гц, длиной волны от до м и энергией квантов от до эВ. Гамма-излучение сопровождает процессы перестройки внутри ядер и связано с выделением избытка энергии. Гамма-волны распространяется в вакууме со скоростью света. Фотоны имеют нулевую массу покоя. Гамма-излучение имеет высокую проникающую способность.
При прохождении через вещество часть излучения поглощается. Интенсивность поглощения определяется соотношением:
, где - интенсивность падающего пучка , - интенсивность пучка, прошедшего через поглотитель толщиной , - линейный коэффициент поглощения.
Формула выполняется для монохроматических излучений.
Введем понятие поверхностной плотности вещества , равную , где - плотность вещества, х – толщина слоя вещества. Если поглощающий слой имеет форму дисков одинакового диаметра D с суммарной массой m, то справедлива формула:
, где - массовый коэффициент поглощения.
В данном случае
Обозначим толщину слоя, при прохождении через который интенсивность излучения уменьшается вдвое как . Тогда
Схема установки:
П
-
Включить прибор.
-
Определить массу и диаметр дисков поглотителя. Данные занести в таблицу.
-
Измерить скорость счета источника гамма-излучения без дисков поглотителей (), с одним диском (), с двумя дисками () и т.д. Занести данные в таблицу. Определить суммарные массы поглощающих дисков m и занести в таблицу.
Алюминий
-
Номер
x, мм
m, г
1
10
52,9875
1161,7
0,49434
-0,70453
0,260937
0,704531
2
20
105,975
861,7
0,366681
-1,00326
0,18579
0,501632
3
30
158,9625
681,7
0,290085
-1,23758
0,152788
0,412527
4
35,5
188,1056
601,7
0,256043
-1,36241
0,14214
0,383778
5
39,9
211,4201
531,7
0,226255
-1,48609
0,137946
0,372454
6
35,5
188,1056
596,7
0,253915
-1,37076
0,143011
0,386128
7
30
158,9625
681,7
0,290085
-1,23758
0,152788
0,412527
8
20
105,975
871,7
0,370936
-0,99173
0,183653
0,495863
9
10
52,9875
1151,7
0,490085
-0,71318
0,264139
0,713176
МэВ
Железо
-
Номер
x, мм
m, г
1
10
154,4488
611,7
0,260298
-1,34593
0,17102
1,345929
2
20
308,8975
261,7
0,111362
-2,19497
0,139452
1,097486
3
30
463,3463
146,7
0,062426
-2,77378
0,117483
0,924594
4
37
571,4604
101,7
0,043277
-3,14014
0,107838
0,848687
5
44
679,5745
57,7
0,024553
-3,70691
0,10705
0,84248
6
51
787,6886
43,7
0,018596
-3,98482
0,099281
0,781338
7
44
679,5745
56,7
0,024128
-3,7244
0,107554
0,846454
8
37
571,4604
96,7
0,041149
-3,19056
0,10957
0,862313
9
30
463,3463
136,7
0,05817
-2,84438
0,120474
0,948127
10
20
308,8975
261,7
0,111362
-2,19497
0,139452
1,097486
11
10
154,4488
601,7
0,256043
-1,36241
0,173115
1,362412
МэВ
Свинец
-
Номер
x, мм
m, г
1
1
22,17625
761,7
0,324128
-1,12662
0,997007
11,26618
2
2
44,3525
561,7
0,239021
-1,4312
0,633276
7,156014
3
3
66,52875
441,7
0,187957
-1,67154
0,49308
5,571799
4
4
88,705
351,7
0,14966
-1,89939
0,420219
4,74848
5
5
110,8813
241,7
0,102851
-2,27447
0,402562
4,548947
6
6
133,0575
216,7
0,092213
-2,38366
0,351572
3,972761
7
7
155,2338
181,7
0,077319
-2,55981
0,323617
3,656877
8
19
421,3488
35,7
0,015191
-4,18702
0,195017
2,203695
9
7
155,2338
176,7
0,075191
-2,58772
0,327145
3,696739
10
6
133,0575
211,7
0,090085
-2,407
0,355015
4,011667
11
5
110,8813
251,7
0,107106
-2,23393
0,395386
4,467865
12
4
88,705
346,7
0,147532
-1,91371
0,423387
4,784277
13
3
66,52875
446,7
0,190085
-1,66028
0,489759
5,534278
14
2
44,3525
551,7
0,234766
-1,44917
0,641224
7,245831
15
1
22,17625
756,7
0,322
-1,1332
1,002835
11,33204
МэВ
Фон
-
Номер
1
38
2
37
3
37
4
39
5
40
6
39
-
Определить фон как скорость счета при закрытом отверстии в блоке защиты.
-
Повторить измерения , уменьшая число дисков поглотителя. Выполнить 4-5 измерений по пунктам 3-5.
-
Рассчитать величины , отношения и , занести в таблицу.
-
Выполнить пункты 3-6 для других материалов.
-
Построить график зависимости от массы m. Рассчитать и .
-
Построить графики зависимостей и .
-
Рассчитать величину и определить энергию гамма-излучения