X光的实验思考——0561019丁诚诚摘要：运用GM计数管对接收器.DOC

X光的实验思考 ——0561019 丁诚诚 摘要：运用GM计数管对接收器接收到的X光的强弱进行直接的观察，了解管流、管压和接受器距离对观察到X光谱强弱的影响。 关键词：管流、管压、 X光谱 引言 1895年，著名的德国物理学家伦琴发现了X射线；1912年，德国物理学家劳厄等人发现了X射线在晶体中的衍射现象，确证了 X射线是一种电磁波。1912年，英国物理学家Bragg父子利用X射线衍射测定了NaCI晶体的结构，从此开创了X射线晶体结构分析的历史。 X光实验的原理和仪器 X射线是一种电磁波，具有波粒二象性； X射线的波长： 10－2 ~ 102 ? 。X射线的 (（ ?）、振动频峰 ( 和传播速度C（m·s-1）符合 ( = c / ( 。X光的波长如下图所示： 高速运动的电子流和高能辐射流（r射线X射线和中子流）在突然被减速时均能产生X射线。 实验所用的X光管如下图所示： 电子枪用来产生电子并将电子束聚焦,钨丝烧成螺旋式,通以电流钨丝烧热放出自由电子。金属靶发射xX射线光管处于真空状态。当阴极和阳极之间加以数十千伏的高电压时，阴极灯丝产生的电子在电场的作用下被加速并以高速射向阳极靶，经高速电子与阳极靶的碰撞，从阳极靶产生X射线，这些X射线通过用金属铍（厚度约为0.2mm）做成的x射线管窗口射出，即可提供给实验所用。 X光谱分为连续谱和特征光谱两部分：连续谱的强度随着X射线管的管电压增加而增大，最大强度所对应的波长(max变小，最短波长界限(0减小 ；波长一定、强度很大的特征谱特征谱只有当管电压超过一定值Vk（激发电压）时才会产生，只取决于光管的阳极靶材料，不同的靶材具有其特有的特征谱线。特征谱线又称为标识谱，即可以来标识物质元素。 连续光谱和特征光谱的示意图如下： 实验步骤 改变管压。将管压从35Kv以3Kv的速度每次递减，观察X 光谱的强弱变化，实验发现图谱的高度也随着电压的减少降低，到20Kv左右X光谱的特征光谱消失，但连续光谱依然存在。 改变管流。将管流从1mA以0。1mA的速度每次递减，观察X光谱的强弱变化，实验发现图谱的高度也随着电流的减少降低，但无论电流如何低，X光的特征谱和连续光谱依然存在。 改变接受器的距离。将接受器摆在远中近三个大概的位置，观察X光谱的强弱变化，实验发现图谱的高度随着距离的减少升高，而且 X光的特征谱和连续光谱随距离的变化很明显。 改变吸收片的材料。将光缝前由没吸收片改为分别加上铜铁银等不同材质的吸收片，观察X光谱的强弱变化，实验发现图谱的高度随着不同材质吸收片的变化而改变。 实验分析 X射线穿透系数: I/I0 ， I/I0愈小,表示x射线被衰减的程度愈大。 线吸收系数: (L, 就是当X 射线透过单位长度（1cm）物质时强度衰减的程度, (L值愈大，则强度衰减愈快。 质量吸收系数 :(m, 是单位质量物质（单位截面的1g物质）对X射线的衰减程度，其值的大小与温度、压力等物质状态参数无关，但与X射线波长及被照射物质的原子序数有关。元素的质量系数(m是所用辐射波长及元素的原子序数的函数 (a b为常数，与吸收物质有关。) Z 为元素的原子序数。 X射线与物质作用示意图: .X射线具有很高的穿透能力,可以穿过黑纸及许多对于可见光不透明的物质. XX射线能够杀死生物细胞和组织，人体组织在受到X射线的辐射时，生理上会产生一定的反应。 实验拓展 X线照射生物体时,与机体细胞、组织、体液等物质相互作用，引起物质的原子或分子电离，因而可以直接破坏机体内某些大分子结构,另外射线可以通过电离机体内广泛存在的水分子，形成一些自由基,通过这些自由基的间接作用来损伤机体.射线作用于机体后，所引起的机体损伤直接与X线剂量有关。以不同剂量照射动物，可以发现当剂量达到一定量时才开始出现急性放射病征象，继续增加剂量时，则可出现死亡，剂量越大，死亡率越高，当增加到一定大的剂量时，则100％的动物发生死亡。 小结 因为X光辐射对人体有较大的危害性,所以在应用时一定要小心.使用者可以穿着X线防护帽 ,X线防护面罩, X线防护眼镜 ,X线防护手套等来减少辐射伤害. 在实验或日常使用时,最好用一定厚度的铅板与外界隔离,减少辐射对外界的影响. 在实验中我发现X光的出射强度,与仪器的管流,管压均是成正比关系,还与接受器与出射口的距离有关,但若 X光的强度减小,则它的透射性等均会受到比较大的影响,所以特别是CT这种x光的医学应用中,一定要在达到检查身体的同时,将危害降低到最低. 致谢 感谢近代物理实验课程所有的老师所提供的环境以及各种帮助 感谢所有参考资料