 | Pobierz cały dokument sprawozadanie.11.mibm.wip.pw.fizyka.2.laborki.doc Rozmiar 740 KB |
Wstęp:
Celem ćwiczenia było badanie własności promieniowania gamma i jego oddziaływania z materią przy pomocy spektrometru scyntylacyjnego oraz zapoznanie się z charakterystycznymi punktami spektrogramów dla pierwiastków 
.
Promieniowanie gamma stanowią kwanty energii 
(fotony) wyemitowane przez wzbudzone jądra atomowe 
(powstałe zwykle w przemianie jądrowej alfa lub beta):
=
Fotony te posiadają energię równą różnicy między poziomami energetycznymi jądra w stanie początkowym 
i w stanie końcowym 
.
= 
-
Promieniowanie gamma przy oddziaływaniu z materią przekazuje energie fotonów elektronom wtórnym. Może się to odbywać w trzech zjawiskach: efekcie fotoelektrycznym, efekcie Comptona oraz efekcie tworzenia par.
Efekt fotoelektryczny polega na całkowitej absorpcji energii fotonu przez elektron, przy czym zjawisko to może zachodzić wyłącznie na elektronach związanych, a energia fotonu musi być większa od energii wiązania elektronu 
. Energia kinetyczna wybitego elektronu wynosi:
Efekt Comptona polega na częściowemu przekazaniu energii fotonu elektronowi swobodnemu, czyli takiemu którego energia wiązania jest dużo mniejsza od energii fotonu. Odrzucone po zderzeniu z fotonem elektrony mają energię określoną wzorem:
- energia kinetyczna elektronu odrzuconego
- energia fotonu przed zderzeniem
- energia fotonu rozproszonego
Energię elektronów o maksymalnej energii określa wzór:
Efekt tworzenia par polega na kreacji pary elektron-pozyton (
) przez foton o dostatecznie dużej energii. Zjawisko to nie może mieć miejsca w próżni , a minimalna energię fotonu niezbędną do zajścia tego procesu określa wzór:
=1,02 MeV
Istnieje tez zjawisko odwrotne zwane procesem anihilacji w wyniku którego powstają dwa fotonu anihilacyjne, każdy o energii 0,51MeV.
Układ pomiarowy:
Schemat spektrometru oscylacyjnego.
Spektrometr oscylacyjny składa się z kryształu scyntylacyjnego aktywowanego talem NaJ(Ti), fotopowielacza, wzmacniacza liniowego i wielokanałowego analizatora amplitud.
Przebieg ćwiczenia:
-korzystając ze schematów rozpadów określono energię fotonów gamma emitowanych ze źródeł stosowanych w ćwiczeniu
-wyliczono wartości krawędzi komptonowskich oraz energii rozproszenia wstecznego
-skojarzono otrzymane widma energetyczne z poszczególnymi źródłami
-określono równanie prostej kalibracyjnej
-wyliczono wartości doświadczalne widocznych elementów widm
Opracowanie wyników:
