Измерение энергетического разрешения ППД и КДС спектрометров

 

1. На ППД спектрометре.

Набрать спектр железа (Fe⁵⁵ – радиоактивный изотоп) с таким расчетом, чтобы относительная ошибка dI в пределах линии K_a не превышала 0,25%. С этой целью:

1.1. Набрать спектр Fe⁵⁵ с предварительным временем экспозиции t₀=100 с.

1.2. Выделить K_a - линию (наиболее интенсивная линия) и нажав на кнопку “Сумма фотонов”, определить число фотонов N в пределах данной линии. Определить I₀=N/t₀.

1.3. По формуле (12) определить время экспозиции t, соответствующее вышеуказанной точности (dI=0,25%).

1.4. Набрать спектр Fe⁵⁵ с полученным временем t и сохранить его.

 

2. На КДС

Набрать спектр ниобия (Nb) с таким расчетом, чтобы относительная ошибка dI в пределах линии L_a не превышала 0,1%. С этой целью:

 

2.1. Набрать спектр Nb с предварительным временем прохождения канала t₀=0,1с.

2.2. Выделить L_a - линию (наиболее интенсивная линия), увеличить ее и определить суммарное число фотонов N в пределах L_a - линии. Определить I₀=N/t₀.

2.3. По формуле (12) определить время прохождения канала t, соответствующего выбранной точности (dI=0,1%).

2.4. Набрать спектр Nb с полученным временем прохождения канала t и сохранить его.

 

3. Перейти в пункт «Обработка спектра» и вывести полученные спектры на экран монитора.

4. Используя фитинг, определить параметры K_a и L_a - линий и рассчитать энергетическое разрешение Г/E для ППД и КДС спектрометров.

 

Изучение закона Мозли и энергетической структуры.

 

1. Построить графики закона Мозли для K_a и L_a - линий, используя ППД спектрометр.

1.1. Войти в раздел «Панель экспериментальной установки» и выбрать спектры элементов Z = 22, 25, 26, 29, 31, 41, 42, 47, 51, 74, 78, 82, 88, 95 (или, по указанию преподавателя, с Z = 25, 28, 29, 31, 34, 41, 42, 47, 49, 51, 74, 78, 82, 88; либо Z = 26, 27, 28, 32, 41, 42, 47, 73, 74, 78, 82, 83, 88). Время набора t= 100с. Сохранить полученные спектры.

1.2. Войти в пункт меню «Обработка спектра» и последовательно для каждого из набранных спектров с 22 £ Z £ 49 определить положения центров K_a - линий (без фитинга, используя лишь увеличение нужного участка спектра). Аналогичную операцию проделать для L_a - линий для 51 £ Z £ 95.

1.3. Перейти в раздел «Диаграмма Мозли» и, пользуясь указаниями программы (в том числе и справкой, вызываемой кнопкой «?»), построить графики для K_a и L_a - линий. Распечатать график.

 

2. Построить уровни энергий и переходы.

2.1. Войти в раздел «Панель экспериментальной установки» и набрать на КДС спектр серебра (или спектр Nb или Ag по указанию преподавателя) с временем прохождения спектра, ранее полученным при работе с ниобием. Сохранить спектр.

2.2. Перейти в раздел “Обработка спектра” и, используя фитинг для каждой линии, в том числе для плохо разрешенных и для слабых линий, определить положение линий серебра (по спектрам, полученным на ППД и КДС) и занести результаты в таблицу (в L – серии серебра, снятой на КДС, между линиями L_b2 и L_b1 лежит неразрешенная линия L_b3, ее следует разрешить фитингом).

2.3. Перейти в раздел “Энергетическая диаграмма”. Выбрать для построения энергетической диаграммы серебро.

2.4. Добавлять на схему спектральные линии в следующем порядке: K_a, K_b, L_a1, L_b2, L_b3, L_g2, L _l, L_h, L_b1, L_g1.

2.5. Используя закладку «Уровни энергии», получить и распечатать таблицу построенных энергетических уровней.

2.6. Сравнить построенную диаграмму со схемой уровней и переходов, приведенной в описании к задаче. Объяснить различие.

 

Литература.

 

1. Э.В. Шпольский Атомная физика.

2. М.А. Блохин Физика рентгеновских лучей. М.: 1957.