我的实验报告之金硅面垒α谱仪

实验名称:金硅面垒α谱仪

一、实验目的

1.掌握金硅面垒探测器的原理及使用方法；

2.了解α谱仪的工作原理及其特性；

3.学会使用金硅面垒探测器测量α粒子在空气中的射程；

4.分析α粒子的能量损失率与射程的关系；

5.分析α粒子的能量岐离随能量、射程的变化。

二、实验仪器

1.FH-445Aα探头架一个；

2.FH1047电荷灵敏度前置放大器、BH1218主放大器一台；

3.3－30多道分析器；

4.2X-1A型旋片式真空泵及真空表、三相异步电动机各一个；

5.金硅面垒探测器一个；

6.偏压电源一台；

7.241Am和239Puα源各一个。

图1 α谱仪实验装置图

三、实验原理

3.1.金硅面垒探测器的原理

金硅面垒半导体探测器主要用于测量重带电粒子的能谱。它的分辨率仅次于磁谱仪，比屏栅电离室和闪烁谱仪都要高。而设备比磁谱仪简单的多，使用也方便的多。它的缺点是灵敏面积不能做得很大，因而限制了大面积放射源的使用。金硅面垒探测器的响应速度与闪烁计算器差不多，比气体探测器快的多，所以常用来做定时探测器。它的本底很低，适用于做低计数测量。测量精度取决于谱仪的能量分辨率和线性。综上，金硅面垒半导体α谱仪具有能量分辨率高、能量线性范围宽、脉冲上升时间快、体积小和价格便宜等优点，在α粒子及其它重带电粒子能谱测量中有着广泛的应用。

金硅面垒谱仪装置的方框图如图2所示。金硅面垒探测是用一片N型硅，蒸上一薄层金（100—200?），接近金膜的那一层硅具有P型硅的特性，这种方式形成的PN结靠近表面层，结区即为探测粒子的灵敏区。探测器工作时加反向偏压。

α粒子灵敏区内损失能量转变为与其能量成正比的电脉冲信号，

经放大并由多道分析器测出幅度的分布，从而给出带电粒子的能谱。为了提高谱仪的能量分辨率，

探测器要放在真空室中。另外，金硅面垒探测器一般具有光敏的特性，在使用过程中，应有光屏蔽措施。

带电粒子进入灵敏区，损失能量产生电子-空穴对。由于外加偏压，灵敏区的电场强度很大，产生的电子-空穴对全部被收集，最后在两极形成电荷脉冲。通常在半导体探测器设备中使用电

荷灵敏前置放大器。它的输 图2 金硅面垒谱仪装置图 出信号与输入到放大器的电荷量成正比。

此外，灵敏区的厚度和结电容的大小决定于外加偏压，所以所选择的偏压的要满足一下几个个条件：首先，使入射粒子的能量全部损耗在灵敏区中，由入射粒子所产生的电荷完全被收集，电子空穴复合和陷落的影响可以忽略。其次还需考虑到探测器的结电容对前置放大器来说还起着噪声源的作用。电荷灵敏放大器的噪声水平随外接电容的增加而增加，探测器的结电容就相当它的外接电容。因此提高偏压降低结电容可以相当地减少噪汽增加信号幅度，提高信噪比，从而改善探测器的能量分辨率。从上述两点来看，要求偏压加得高一点，但是偏压过高，探测器的漏电流也增大而使分辨率变坏。因此为了得到最佳能量分辨率，探测器的偏压应选择最佳范围。

3.2.α谱仪的能量刻度和能量分辨率

谱仪的能量刻度就是确定α粒子能量与脉冲幅度之间对应关系。脉冲幅度大小以谱线峰位在多道分析器中的道址表示。

用Pu 239、Am 241两个刻度源，已知各核素α粒子的能量，测出该能量在多道分析器上所对应的道址，作能量对应道址的刻度曲线，并表示为：

E ＝G*CH+0E

E 为α粒子能量(KeV)。CH 为对应E 谱峰所在道址(道)。G 是直线斜率(KeV/每道)，称为刻度常数。0E 是直线截距(KeV)。它表示由于α粒子穿过探测器金层表面所损失的能量。

在本实验中，所用定标源为241Am ，239

Pu 源，它们的α粒子能量分别为5.486Mev 和5.155Mev ，由于放射源外层贴了一层防护膜，α粒子的能量降低为4.8Mev 和4.6Mev ，因此用这两个能量进行刻度。

半导体探测器的突出优点是它的能量分辨率高，影响能量分辨率的主要因素有：①产生电子-空穴对数和能量损失的统计涨落；②探测器和电子学系统的噪声，主要是前置放大器的噪声；③探测器的窗厚和放射源的厚度引起能量不均匀性所造成的能量展宽。 3.3能量损失率与能量岐离

能量损失率是指重带电粒子在把靶物质中经过单位路程长度的能量损失。由

于碰撞过程是随机事件，求得的能量损失率是平均能量损失率，也可以说是平均线性能量损失率（MeV/cm ）。其符号为：-dE/dx ，叫做粒子在靶物质中的阻止本领。 此外，它也被称为粒子的传能线密度（LET ），通常用水介质中 keV/μm 表示

电离能量损失率的近似表达式为：

ion dx dE )(-≈2

1202042)2ln(4I v m v m NZ e z π (1)

ion dx dE )(-＝)2ln(42

02

042I v m v

m NZ e z π (2) ]11ln )2[ln(42

2

202042Z C I v m v m NZ e z ---+ββπ (3)

其中，公式（1）是从经典角度推出出来的，公式（2）是从量子理论非相

对论角度退出来的，而公式（3）是从量子理论相对论并考虑其它修正因子推出来的，其中β＝v/c ，c 是光速，C/Z 是壳修正项，是在某一入射粒子能量时，粒子速度不能满足大于内层电子轨道速度这一条件，束缚得很紧的内层电子不能参与对入射粒子的阻止作用而引进的一项修正项。

I 是靶原子的平均激发能,它是能量损失率公式中的一个重要参数。对每一种靶元素的平均激发能的精确计算很难做到。理论上计算得到I 近似正比于Z ，

即I ＝I 0Z ，其中I 0＝10ev 。ion dx dE

)(-的单位是erg/cm ，实用时常换算成Mev ／

cm 或Mev ／（mg/cm 2）。

此外，能量损失是对所有入射粒子求平均值而得到的平均能量损失，而每一个个别粒子的能量损失是在这平均值附近涨落。这种能量损失的统计分布称为能量歧离。当一束单能重带电粒子入射到靶物质上，在表面时，能量分布很窄，越到深处能量分布越宽，即能量岐离越来越大。

3.4.α粒子的射程

带电粒子在物质中运动时，不断损失能量，待能量耗尽时，就停留在物质中，它沿原来方向移动的距离，称为入射粒子在该物质中的射程，以R 表示。由于碰撞过程的统计涨落不仅引起能量歧离，而且还造成粒子在物质中的射程歧离现象，即能量相同的入射粒子束，它的射程长度有一分布，个别粒子的射程是在平均值附近涨落的。对p 、α等重带电粒子，射程涨落的大小是平均射程值的百分之几。相同速度的p 和α粒子，在同—物质的射程相同，但质子的射程歧离是α粒子的射程歧离的两倍。对低速的离子，电子阻止对射程歧离的贡献可忽略，主要是核阻止过程决定着射程歧离。因此，我们所测量或计算的射程都是指平均射程-

R 而言。

此外，重带电粒子的质量大，它与核外电子非弹性碰撞和它与原子核的弹性碰撞作用，不会导致入射粒子的运动方向有很大的改变，它的轨迹几乎是直线，因此可以认为射程近似地等于路程长度。

图3 测量α粒子在空气中的射程的实验装置和测量结果(示意图)

如图3（a ）所示，画出了测量α粒子在空气中的射程的实验装置。一端放置一个α放射源，α射线经准直器准直后进入α粒子探测器进行计数，探测器可沿α粒子的出射方向移动。改变探测器离源的距离，测量α粒子的计数率，即可得到图b 中所示的曲线。

在开始一段距离时，计数率保持不变，表明α粒子没有被空气吸收。当增加到一定距离时，计数宰很快下降，一直降到零。这表示α粒子在这个距离时被吸收掉，全部停留在x ＝-

R 附近的区域内。距离为-

R 时，α粒子的计数降至原来的一半。

对曲线a 求导数，便可得到曲线b 。在x —x ＋dx 范围内，α粒子数的变化为-dn ＝n(x)-n(x 十dx)，这dn 个α粒子停留在x 附近。因此，曲线b 代表单位路程上的α粒子数的变化按路程的分布，称为微分曲线。它表示大多数α粒子停留在x ＝-

R 处，-

R 就是α粒子在空气中的平均射程。

3.5.α粒子运动距离的获得

在本实验中，我们通过控制真空室里的压强来测量不同距离时α粒子的粒子数。对于该套实验仪器，当真空室与外界相通时，真空室的压强是大气压0P ，对

应于α粒子源与探测器的距离是0R =4.4cm ，所以，若设当真空室的气压是P 时，

对应的距离为p R ，则根据压强与距离成正比的关系，可得出：

P R R P P =

（1） 又因为P 与表头上示数L 的关系为

0(1)30

L

P P =-

（2） 所以，可得：

0p R R =0(1)30

p L

R R =-

（3） 四、 实验内容

1. 按图1连接仪器,将241Am ，239

Pu 源放在图1真空室所在位置，合上真空室并真空，调整谱仪工作参数,用多道分析器测量谱图随偏压的变化,选择最佳偏压。

2. 用标准源241Am 和239Pu 作能量刻度，测量241Am 和239Pu 谱(1000秒)并记录下来，作能量刻度曲线(道址~能量)，计算各峰的能量分辨率和半宽度FWHM 的能量值。

3. 保持以上条件不变,将真空室与外界接通，拿出239Pu 源，再抽真空,依次测量真空表读数分别为30、20、10、9、8、7、6、5 时241Am 的α粒子能谱图，记录之，计算不同气压下峰下的面积值而得出不用距离时的粒子计数。

五、 数据处理

1. 用Pu 239和Am 241对谱仪进行能量刻度并求能量分辨率

根据所测定标数据，画出Pu 239和Am 241的能谱图，寻峰、拟合而得出α粒子的能量分别为4.6Mev 和4.8Mev 时的对应道址，如图4所示：

图 4

定标能谱图

图5 刻度曲线

由图4中能量与道址的对应值画出能

量与道址的关系曲线，如图5所示，对该曲线进行处理得出能量与道址间的关系式如图5所示，即：

E=0.00114*CH+1.51314

（4）

利用上面的公式,把以下的道址都换

算成能量,画出以下各个压强时的能谱图,得出各个压强对应的能量值以分析能量随粒子射程的变化,并由能谱图得出的各个压强的能量半宽度而分析能量歧离,并画出能量歧离相对于第一个值的变化情况。

此外，由图4的FWHM 值也可以得出Pu 239和Am 241的能量分辨率,即:

Pu η=1.10% Am η=0.97%

由此可见,金硅面垒探测器的能量分辨率与NaI(Tl)闪烁谱仪的分辨率要高,即半导体探测器的能量分辨率较高,这与理论是一致的。 2. 不同压强时峰面积、中心峰位、半宽度

导入原始数据之后，直接对原始数据进行画图、处理，得出峰面积，即峰计数，记录在表1中，如下所示。然后再插入一栏，利用公式（4）将各个压强对应的数据的道址转换为能量，画出计数--能量图，对能谱图进行处理，得出各个压强对应的能量、半宽度，记录下表1中，如下所示。

表1

将表1能量与压强的对应值转换成能量与粒子运动距离的值,画出二者之间的关系,如图6所示。

C o u n t s

Channel Number

由图6可以看出，随着粒子在空气中入射深度的增加，其能量 越来越小，并且下降的比较明显。此外，由横纵坐标轴的范围可以得出，

Am 241

所放出的能量为4.8Mev 的

粒子在空气中的射程不到4cm ，这说明α粒子的穿透性没有γ射

线的穿透性强。在这么短的距离内，α粒子的能量损失的这么多，这说明其电离能力强。从整个曲线的走势总体看来，减小的幅度越来越大，由此

说明其能量损失率越来越大，这就适 图6 α粒子能量随入射深度的变化 合用于该粒子进行肿瘤治疗。

4. 能量展宽随着α粒子入射深度的变化 将表1中能量宽度随粒子入射深度的变化导入Origin 中，画出能量展宽随着粒子入射深度的变化曲线图如图7中

第二个图所示。再以真空态时的粒子能谱

图峰的半宽度为基值，求出其他非真空态时粒子能谱图峰半宽度相对该基值的相对展宽（也即能量歧离值），并画出相对能量展宽图如图7中第二个图所示。

由图7可以看出，无论是能谱展宽

还是相对能谱展宽都随着粒子入射深度 图7 α粒子能量展宽随入射深度的变化 的增加而增加。根据能量与探测器的分辨率间的关系以及图6，这种展宽有一部分是探测器分辨率不够而导致的，但是图7中的相对能量展宽的图像走势及高度与能量展宽的差别不大，这说明因探测器的分辨率不够而产生的影响不大。因此，我们可以判断它是由能量岐离造成的。

由图7可以看出，能量岐离随着粒子入射深度的增加而逐渐增大。这与理论相符合。但是图7中曲线的后边先上升后下降，而且其上升的幅度明显大于之前的，这一点与理论不相符合，这说明后边两个点中至少有一个点的测量有错误，这些错误可能是曲线顶峰的那个点的测量时间不够，导致统计性不够，误差迅速增加。

5. α粒子的射程

图 8 不同真空度下的下α粒子能谱图

如图8所示为不同压强下α粒子能谱图。由该图可以看出，随着真空室中真空度的增加，α粒子在能谱图中形成的峰越来越高，并且峰的中心道址也越来大，

这说明真空度越低（等效于α

能量损失的越少。同时，由表 1也可以

得出同样的结论。

结合表2数据和图6谱图，作出α粒子数越其在空气中运动距离之间的变化，画出α粒子数随着运动

E n e r g y M e v

range / cm

E n e r g y / M e v

b r o a d e n i n g / M e v

Range /cm

A r e a

Range / cm

距离的变化曲线，如图9所示：

由图9可以看出，α粒子的射程为 3.23cm 。

图9α粒子的射程

f 、本实验得到的α粒子在空气中的射程曲线

由此得到Am 241的α粒子在空气的射程cm R 25.3 =α

在实验的误差范围内。

实验五全站仪的认识与使用.doc

实验五全站仪的认识与使用 一、实验目的 1、了解全站仪的基本构造及性能，熟悉各操作键的名称及其功能，并熟悉使用 方法。 2、掌握全站仪的安置方法和角度测量、距离测量与坐标测量的基本使用方法。 二、计划与设备 1、每组全站仪1套（含脚架1个、目标杆1根，棱镜1套），记录板1 块，自备：铅笔。 三、实验方法及步骤 1．全站仪的构造 （1）通过教师讲解和全站仪使用说明书，了解全站仪的基本结构及各操作部件 的名称和作用。 （2）了解全站仪键盘上各按键的名称及其功能、显示符号的含义并熟悉角度测量、距离测量和坐标测量模式间的切换。

2、全站仪的操作步骤 （1）装电池（2）开机定标（照准部水平方向旋转一周，望远镜绕横轴旋转一周）（3）安置仪器（同经纬仪的）粗略对中，精确对中，粗平，精平，精确对中 （4）瞄准（5）读数 垂直角和水平角的倾斜改正 当启动倾斜传感器功能时，将显示由于仪器不严格水平而需对垂直角和水平角自动施加的改正数。 为确保精密测角，必须启动倾斜传感器。当系统显示仪器补偿对话框时,表示仪器 倾斜已超过自动补偿范围(± 3.5，必′须)人工整平仪器。

。 WinCE(R)系列全站仪的补偿设置有：关闭补偿、单轴补偿和双轴补偿三种选项。 双轴补偿：改正垂直角指标差和竖轴倾斜对水平角的误差。当任一项超限时，系统会出现仪器补偿对话框，提示用户必须先整平仪器。 单轴补偿：改正垂直角指标差。当垂直角补偿超限时，系统才出现补偿对话框。 关闭补偿：补偿器关闭。 3．全站仪测量 （1）角度测量 1）首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距 离模式。 2）盘左瞄准左目标A,按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′〃0，0顺时针旋转 照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。 3）同样方法可以进行盘右观测。 4）如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。 （2）距离测量

半导体a谱仪实验报告

实验6：半导体α谱仪 实验目的 1．了解α谱仪的工作原理及其特性。 2．掌握应用谱仪测量α粒子能谱的方法。 3．测定241Am核素的α衰变的相对强度。 内容 1．调整谱仪参量，测量不同偏压下的α粒子能量，并确定探测器的工作偏压。 2．测定谱仪的能量分辨率，并进行能量刻度。 3．测量未知α源的能谱，并确定α粒子能量。 原理 半导体α谱仪的组成如图1所示。 金硅面垒探测器是用一片N型硅，蒸上一薄层金（100-2000 A），接近金膜的那一 层硅具有P型硅的特性，这种方式形成的PN结靠近表面层，结区即为探测粒子的灵敏区。探测器工作加反向偏压。α粒子在灵敏区内损失能量转变为与其能量成正比的电脉冲信号，经放大并由多道分析器测出幅度的分布，从而给出带电粒子的能谱。偏置放大器的作用是当多道分析器的道数不够用时，利用它切割、展宽脉冲幅度，以利于脉冲幅度的精确分析。为了提高谱仪的能量分辨率，探测器要放在真空室中。另外金硅面垒探测器一般具有光敏的特性，在使用过程中，应有光屏蔽措施。 金硅面垒型半导体α谱仪具有能量分辨率高、能量线性范围宽、脉冲上升时间快、体积小和价格便宜等优点，在α粒子及其它重带电粒子能谱测量中有着广泛的应用。 带电粒子进入灵敏区，损失能量产生电子空穴对。形成一对电子空穴所需的能量w，与半导体材料有关，与入射粒子的类型和能量无关。对于硅，在300K时，w为3.62eV，77K时为3.76eV。对于锗，在77K时w为2.96eV。若灵敏区的厚度大于入射

粒子在硅中的射程，则带电粒子的能量E 全部损失在其中，产生的总电荷量Q 等于 e w E )/(。w E /为产生的电子空穴对数，e 为电子电量。由于外加偏压，灵敏区的电 场强度很大，产生的电子空穴对全部被收集，最后在两极形成电荷脉冲。通常在半导体探测器设备中使用电荷灵敏前置放大器。它的输出信号与输入到放大器的电荷量成正比。 探测器的结电容d C 是探测器偏压的函数，如果核辐射在探测器中产生电荷量为Q ，那么探测器输出脉冲幅度是d C Q /。因此，由于探测器偏压的微小变化所造成的d C 变化将影响输出脉冲的幅度。事实上，电源电压的变化就可以产生偏压近种微小变化。此外，根据被测粒子的射程调节探测器的灵敏区厚度时，也往往需要改变探测器的偏压。要减少这些变化对输出脉冲幅度的影响，前级放大器对半导体探测器系统的性能越着重要的作用。图2表示典型探测器的等效电路和前置放大器的第一级。其中一K 是放大器的开环增益，f C 是反馈电容，1C 是放大器的总输入电容，它等于 '',C C C d +是放大器插件电缆等寄生电容。前置放大器的输入信号是d C Q /，它的等 到效输入电容近似等于f KC ，只要1C KC f >>，那么前置放大器的输出电压为 f f C Q C K C KQ V - =++- =)1(10 （ 1 ） 这样一来，由于选用了电荷灵敏放大器作为前级放大器，它的输出信号与输入电荷Q 成正比，而与探测器的结电容d C 无关。 1. 确定半导体探测器偏压

实验报告全站仪精密角度测量实验报告范文_0787

2020 实验报告全站仪精密角度测量实验报告范文_0787 EDUCATION WORD

实验报告全站仪精密角度测量实验报告范文 _0787 前言语料：温馨提醒，教育，就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。其目的，就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华，以浓缩、 系统化、易于理解记忆掌握的方式，传递给当下的无数个人，让个人从中获益，丰 富自己的人生体验，也支撑整个社会的运作和发展。 本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】 为期四天的综合实验结束了，在这四天里我们主要做了全站仪综合实验，回弹综合实验和钢筋位置及楼板检测实验。在全站仪的综合试验中我们学习了坐标测量，面积测量以及放样，在回弹综合实验中我们主要学习了用回弹法测量混凝土强度，在钢筋位置及楼板检测实验中我们主要学习了用钢筋仪检测板、柱钢筋位置及保护层厚度的检测。虽然只有四天的综合实验，但是我感觉自己收获了不少知识。在暑假认知实习的时候自己也接触到了全站仪，但是没有自己操作过，这次实验自己学会用全站仪。这次的综合实验都是在施工现场最常用了，做好，学好这些实验对我们工程管理专业的学生来讲非常重要，因为只有掌握好技术才能进行好管理。这次的实验自己也是用心学习了，虽然只做了三天，可是收益匪浅，在老师和组长的带领下，我们组员一起学习，

研究，最终将实验进行好。记忆最深的是我们那天早上用全站仪放样，整整一个上午，然后用钉子打好桩，我们总共放了十二个点，等待着老师下午的验收。可是下午去的时候，只看到操场的跑道上躺着一堆堆的钉子，后来老师说不检查了，其实我们挺失落的，但是我们真的学到了知识，这比什么都重要！通过实验，使我们对理论知识有了更深的认识，也锻炼了我们的操作能力。 通过本次综合性的试验，我了解到综合实验的应用，特别是在两天的全站仪测量试验，刚开始拿到仪器时还手忙脚乱不知所措。但经过坐标测量、面积测量、点放样，我基本了解一些：全站仪是一种光机电算一体化的高新技术测量仪，测距部分有发射，接受与瞄准组成共轴系统，测角部分由电子测角系统完成，是一种具有高精度，高效率，各种测量功能的外业数据采集设备，大大减轻外业人员的劳动强度。作为在实际施工中最常见、最基本的测量仪器，了解其基本功能，熟练掌握其基本操作，将对今后的工作产生积极影响。 通过本次试验，我了解到钢筋保护层厚度，钢筋位置和钢筋直径的检测方法，认识到钢筋仪工作的基本原理和使用方法。钢筋仪的基本操作方法较为简单，在检测过程中使用方便，操作简洁。由于本次试验为提供检测构件的相关施工图纸，故无法对检测结果进行综合性分析，也无法对被检测构件的钢筋保护层厚度等各项指标进行检测。但通过实际操作和后期试验总结，对工程检测过程有了感性的认识。

单晶实验报告

高级物理化学实验 报告 实验项目名称:X-射线单晶衍射实验:单晶结构分析及应用 学生姓名与学号：指导教师：黄长沧老师 成绩评定：评阅教师： 日期：2014 年月日

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b k sp E h E νφ=--（探测器）（2） 式中，sp φ为探测器的功函数。如下图所示： （二）化学位移 XPS 在进行定量分析的时候，有一项很重要的应用就是化学态分析，其中包括化学位移和化学能移。 化学位移是指由于原子处于不同的化学环境而引起的结合能的位移（b E ?）。如化合过程+X+Y=X Y -，X 、Y 因电子的转移引起结合能的变化。相应的电子能谱也会发生改变，通过这种方法，还可以区别同一类原子处于何种能态，这为表面分析提供了很大的便利。 （三）X 光电子能谱仪原理示意图 如下图所示，由X 射线源发出的X 射线入射到样品表面，激发出自由光电子。光电子经过半球形能量分析器后被探测器吸收。探测器将光电子的所携带的信息转化为电信号，由示波器收集并在电脑中显示出来。 XPS 测量原理示意图 X 光电子能谱仪结构示意图

俄歇电子能谱分析原理及方法

俄歇电子能谱分析原理及方法 XXX 【摘要】近年来，俄歇电子能谱（AES）分析方法发展迅速，它具有很多的优点，比如分析速度快、精度高、需要样品少等等，也因此在很多研究领域的表面分析中都得到了广泛的应用。可以不夸张的说，这个技术为表面物理和化学定量分析奠定了基础。本文主要是介绍俄歇电子能谱分析的主要原理及其在科学研究中的主要应用，旨在让读者对俄歇电子能谱有一个初步的了解。 关键词：俄歇电子能谱；表面物理；化学分析。 前言 近些年来，俄歇电子能谱分析发展如火如荼，在各个领域都有很抢眼的表现。目前有很多的人在研究，将俄歇电子分析技术应用到电子碰撞以及微纳尺度加工等高技术领域，俄歇电子能谱分析方法表现出强大的生命力，同目前已为很人熟悉和赞赏的强有力的分析仪器电子探针相比俄歇电子能仪可能有几个独到之处:( 1 )能分析固体表面薄到只有几分之一原子层内的化学元素组成，这里说的“表面”指的不只是固体的自然表面,也指固体内颗粒的分界面,(2)俄歇电子谱的精细结构中包含有许多化学信自,借此可以推断原子的价态;( 3 )除氢和氦外所有元素都可以分析,特别是分析轻元素最为有利;(4)利用低能电子衍射装置和俄歇能谱分析器相结合的仪器(“LEED一Au-ger”装置),有可能从得到的数据资料中分晶体表面的结构,推断原子在晶胞中的位置。因此,俄歇电子能谱仪作为固体材料分析的一个重要工具,近年来发展很快,研究成果不断出现于最新的文献中。本文主要是想要综合论述俄歇电子能谱的分析方法，以及概述它在各方面的应用。[1] [1]《俄歇电子能谱仪及其应用》许自图 正文 一、俄歇电子能谱分析的原理

1.1俄歇电子能谱发现的历史 1925年法国科学家俄歇在威尔逊云室中首次观察到了俄歇电子的轨迹，并且他正确的解释了俄歇电子产生的过程，为了纪念他，就用他的名字命名了这种物理现象。到了1953年，兰德才从二次电子能量分布曲线中第一次辨识出这种电子的电子谱线，但是由于俄歇电子谱线强度较低，所以当时检测还比较困难。到了1968年，哈里斯应用微分法和锁相放大器，才解决了如何检测俄歇电子信号的问题，也由此发展了俄歇电子能谱仪。俄歇电子能谱仪不仅可以作为元素的组分分析仪器，还可以检测化学环境信息。咋很多的领域都得到了应用，比如基础物理，应用表面科学等等。 1.2俄歇效应 当一束具有一定能量的电子束（一次电子）射到固体表面的时候，原子对电子产生了弹性散射和非弹性散射。非弹性散射使得电子和原子之间发生了能量的转移，发出X-射线以及二次电子。这个时候如果在固体表面安装一个接受电子的探测器，就可以得到反射电子的数目（强度）按能量分布的电子能谱曲线。 图1 入射电子在固体中激发出的二次电子能谱 俄歇电子是指外壳层电子填补内壳层空穴所释放出来的能量激发了外壳层的另外一电子，并且使得它脱离原子核，逃逸出固体表面的电子，这个过程被俄歇发现，所以称为俄歇电子。

实验报告——半导体激光器输出光谱测量

实验报告——半导体激光器输出光谱测量 实验时间：2017.03.04 一、实验目的 1、了解半导体激光器的基本原理及基本参数； 2、测量半导体激光器的输出特性和光谱特性； 3、了解外腔选模的机理，熟悉光栅外腔选模技术； 4、熟悉压窄谱线宽度的方法。 二、实验原理 1.半导体激光器 激光（LASER）的全称 light amplification by stimulated emission of radiation 意为通过受激发射实现光放大。 激光器的基本组成如下图： 必要组成部分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源。 在此基础上，激光产生的条件有二： 1）粒子数反转 通过外界向工作物质输入能量，使粒子大部分处于高能态，而非基态。 2）跃迁选择定则 粒子能够从基态跃迁到高能态，需要两个能级之间满足跃迁选择定则，电子相差 的奇数倍角动量差。 世界上第一台激光器是1960年7月8日，美国科学家梅曼发明的红宝石激光器。 1962年世界上第一台半导体激光器发明问世。 2.半导体激光器的基本原理 半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。 没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。 如果在本征半导体中掺入杂质原子，则在导带之下和价带之上形成了杂质能级，分别称为施主能级和受主能级。 有施主能级的半导体称为n型半导体；有受主能级的半导体称这p型半导体。在常温下，热能使n型半导体的大部分施主原子被离化，其中电子被激发到导带上，成为自由电子。而p型半导体的大部分受主原子则俘获了价带中的电子，在价带中形成空穴。因此，n 型半导体主要由导带中的电子导电；p型半导体主要由价带中的空穴导电。 若在形成了p-n结的半导体材料上加上正向偏压，p区接正极，n区接负极。正向电压的电场与p-n结的自建电场方向相反，它削弱了自建电场对晶体中电子扩散运动的阻碍

土壤中氡气检测规程

土壤中氡气检测规程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

附录土壤中氡浓度及土壤表面氡析出率测定 土壤中氡浓度测定

1一般原则：土壤中氡浓度测量的关键是如何采集土壤中的空气。土壤中氡气的浓度一般大于数百Bq/m3，这样高的氡浓度的测量可以采用电离室法、静电扩散法、闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等方法进行测量。 2测试仪器性能指标要求： 工作条件：温度：－10～40℃； 相对湿度：≤ 90%； 不确定度：≤ 20%； 探测下限：≤400 Bq/m3。 3测量区域范围应与工程地质勘察范围相同。 4 在工程地质勘察范围内布点时，应以间距10m作网格，各网格点即为测试点（当遇较大石块时，可偏离±2m），但布点数不应少于16个。布点位置应覆盖基础工程范围。 5在每个测试点，应采用专用钢钎打孔。孔的直径宜为20～40mm，孔的深度宜为500～800mm。 6成孔后，应使用头部有气孔的特制的取样器，插入打好的孔中，取样器在靠近地表处应进行密闭，避免大气渗入孔中，然后进行抽气。正式现场取样测试前，应通过一系列不同抽气次数的实验，确定最佳抽气次数。 7所采集土壤间隙中的空气样品，宜采用静电收集法、电离室法或闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等测定现场土壤氡浓度。

8取样测试时间宜在8:00～18:00之间，现场取样测试工作不应在雨天进行，如遇雨天，应在雨后24h后进行。 9现场测试应有记录，记录内容包括：测试点布设图，成孔点土壤类别，现场地表状况描述，测试前24h以内工程地点的气象状况等。 10地表土壤氡浓度测试报告的内容应包括：取样测试过程描述、测试方法、土壤氡浓度测试结果等。

全站仪的认识与使用

实验全站仪的认识与使用 1.目的和要求 (1)熟悉全站仪的构造。 (2)熟悉全站仪的操作界面及作用。 (3)掌握全站仪的基本使用。 2.计划与仪器工具 (1)实验时数为2学时。每组4-6人。 (2)每组配备全站仪1台，棱镜1块，伞1把。自备2H铅笔。 3.方法与步骤 (1)全站仪的认识 全站仪由照准部、基座、水平度盘等部分组成，采用编码度盘或光栅度盘，读数方式为电子显示。有功能操作键及电源，还配有数据通信接口。 (2)全站仪的使用（以拓普康全站仪为例进行介绍） 1)测量前的准备工作 ①电池的安装,注意测量前电池需充足电,把电池盒底部的导块插入装电池的导孔,按电 池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。向下按解锁钮，取出电池。 ②仪器的安置。在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点,将全站仪安置于点，对中、整平,在两点分别安置棱镜。 ③竖直度盘和水平度盘指标的设置。竖直度盘指标设置,松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置,随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。水平度盘指标设置,松开水平制动螺旋，旋转照准部360°，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置仪器的指标。 ④调焦与照准目标。操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。 2)角度测量 ①首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为角度测量模式。 ②盘左瞄准左目标A,按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。 ③同样方法可以进行盘右观测。 ④如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。 3)距离测量 ①首先从显示屏上确定是否处于距离测量模式，如果不是，则按操作键转换为距离测量模式。 ②照准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成距离测量，得出距离，HD为水平距离，VD为倾斜距离。 4)坐标测量 ①首先从显示屏上确定是否处于坐标测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。 ②输入本站点O点及后视点坐标，以及仪器高、棱镜高。 ③瞄准棱镜中心，这时显示屏上能显示箭头前进的动画，前进结束则完成坐标测量，得出点的坐标。

激光拉曼光谱仪实验报告

实验六 激光拉曼光谱仪 【目的要求】 1.学习和了解拉曼散射的基本原理； 2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL 4的谱线； 【仪器用具】 LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL 4、计算机、打印机 【原 理】 1. 拉曼散射 当平行光投射于气体、液体或透明晶体的样品上，大部分按原来的方向透射 而过，小部分按照不同的角度散射开来，这种现象称为光的散射。散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。由于碰撞方式不同，光子和分子之间会有多种散射形式。 ⑴ 弹性碰撞 弹性碰撞是光子和分子之间没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，使得散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3×105HZ ，在光谱上称为瑞利散射。瑞利散射在光谱上给出了一条与入射光的频率相同的很强的散射谱线，就是瑞利线。 ⑵ 非弹性碰撞 光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，这不仅使光子改变了其运动方向，也改变了其能量，使散射光频率与入射光频率不同，这种散射在光谱上称为拉曼散射，强度很弱，大约只有入射线的10-6。 由于散射线的强度很低，所以为了排除入射光的干扰，拉曼散射一般在入射线的垂直方向检测。散射谱线的排列方式是围绕瑞利线而对称的。在拉曼散射中散射光频率小于入射光频率的散射线被称为斯托克斯线；而散射光频率大于入射光频率的散射线被称为反斯托克斯线。斯托克斯线和反斯托克斯线是如何形成的呢？在非弹性碰撞过程中，光子与分子有能量交换, 光子转移一部分能量给分子, 或者从分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值21E E E -=?。在光子与分子发生非弹性碰撞过程中，光子把一部分能量交给分子时，光子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(即斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能

全站仪测量实习报告

全站仪测量实习报告 姓名： 学号： 日期： 一、实习目的 一方面是为了验证课堂理论、巩固和深化课堂所学知识，另一方面是为了掌握全站仪的操作方法、掌握全站仪和计算机之间进行数据传输的方法、掌握将测量数据转换成图的方法。 二、实习内容 测量**校区局部较平坦地区，并利用软件成图。 三、实习组织 （1）实习时间：7天（7月8号至7月14号） （2）组织：B-1组 四、实习设备 每组借全站仪1台，数据电缆1根，脚架2个，棱镜杆1根，棱镜2个，钢卷尺1卷；另外需自备：太阳伞、铅笔、橡皮、草图用纸等。 五、实习方法及步骤 1．野外数据采集 首先在校园内选择控制点位置，然后从从已知坐标的控制点开

始，安置全站仪对中整平，量取仪器高，建立控制点坐标文件，并输入坐标数据，然后根据导线通过后视依次建立和获取各个控制点的坐标，接下来根据每一个控制点对其周围的地物进行坐标测量，并且绘制草图，标记各个坐标与其相应的地物点的联系。在整个过程中，要及时检查数据的正确性，一旦发现错误，要立即更改。 2．全站仪数据传输 先利用数据传输电缆将全站仪与电脑进行连接，然后运行数据传输软件、进行数据传输、进行数据格式转换。将传输到计算机中的数据转换成内业处理软件能够识别的格式。 3、计算机成图 参照草图，在计算机内业成图软件中绘制相应地物，整饰完后保存。 六、注意事项 1、开工前应检查仪器箱背带及提手是否牢固; 2、开箱后提取仪器前,要看准仪器在箱内放置的方式和位置,装卸仪器时,必须握住提手,切不可拿仪器的镜筒,否则会影响内部固定部件,降低仪器的精度。仪器用毕,先盖上物镜罩,并擦去表面的灰尘。装箱时各部位要放置妥帖; 3、在作业前应作好准备工作，将全站仪的电池充足电。 4、在阳光照射下观测,应给仪器打伞,并带上遮阳罩。在阴雨天气进行作业时,也应打伞遮雨,以免影响观测精度; 5、当测站之间距离较远,搬站时应将仪器电源关闭后卸下,再装箱背着

光栅光谱仪实验报告

光栅光谱仪的使用 学号 2015212822 学生姓名张家梁 专业名称应用物理学（通信基础科学） 所在系（院）理学院 2017 年 3 月 14 日

光栅光谱仪的使用 张家梁 1 实验目的 1.了解光栅光谱仪的工作原理。 2.学会使用光栅光谱仪。 2实验原理 1. 光栅光谱仪 光栅光谱仪结构如图所示。光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上，因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上，衍射光经后球面镜后聚焦在出射狭缝上。光栅可在步进电机控制下旋转，从而改变入射角度和终聚焦到出射狭缝处光线的波长。控制入射光源的波长范围，确保衍射光无级次重叠，可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。 光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和CCCD 等多种，经过光栅衍射后，到达出射狭缝的光强一般都比较弱，因此本仪器采用光电倍增管和CCD 来接收出射光。 2. 光探测器 光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测器，它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳极组成，并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器在阴极──打拿极(又称“倍增极”) ──阳极之间建立一个电位分布。光辐射照射到阴极时，由于光电效应，阴极发射电子，把微弱的光输入转换成光电子；这些光电子受到各电极间电场的加速和聚焦，光电子在电子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极，产生二次电子，由于二次发射系数大于1，电子数得到倍增。以后，电子再经倍增系统逐级倍增，阳极收集倍增后的电子流并输出光电流信号，在负载电阻上以电压信号的形式输出。

CCD 是电荷耦合器件的简称，是一种金属—氧化物—半导体结构的新型器件，在电路中常作为信号处理单元。对光敏感的CCD 常用作图象传感和光学测量。由于CCD 能同时探测一定波长范围内的所有谱线，因此在新型的光谱仪中得到广泛的应用。 3. 闪耀光栅 在光栅衍射实验中，我们了解了垂直入射时（Φ=90°）光栅衍射的一般特性。当入射角Φ=90°时，衍射强度公式为 光栅衍射强度仍然由单缝衍射因子和多缝衍射因子共同决定，只不过此时 当衍射光与入射光在光栅平面法线同侧时，衍射角θ取＋号，异侧时取－号。单缝衍射中央主极大的条件是u=0，即sinΦ=-sinθ或Φ=θ。将此条件代入到多缝干涉因子中，恰好满足v＝0，即0 级干涉大条件。这表明单缝衍射中央极大与多缝衍射0 级大位置是重合的（图9.1a），光栅衍射强度大的峰是个波长均不发生散射的0 级衍射峰，没有实用价值。而含有丰富信息的高级衍射峰的强度却非常低。 为了提高信噪比，可以采用锯齿型的反射光栅（又称闪耀光栅）。闪耀光栅的锯齿相当于平面光栅的“缝”。与平面光栅一样，多缝干涉条件只取决于光栅常数，与锯齿角度、形状

核辐射探测器与核电子学期末复习题

《核辐射探测器与核电子学》期末考试复习题 一、填空题（20分，每小题2分） 1．α粒子与物质相互作用的形式主要有以下两种：激发、电离 2．γ射线与物质相互作用的主要形式有以下三种：康普顿散射、光电效应、形成电子对 3．β射线与物质相互作用的主要形式有以下四种：激发、电离、形成离子对、形成电子-空穴对、轫致辐射 4．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，分辨时间约为：几μs；Ｇ-Ｍ计数管的分辨时间大约为：一百μs。 5．电离室、正比计数管、G-M计数管输出的脉冲信号幅度与入射射线的能量成正比。 6．半导体探测器比气体探测器的能量分辨率高，是因为：其体积更小、其密度更大、其电离能更低、其在低温下工作使其性能稳定、气体探测器有放大作用而使其输出的脉冲幅度离散性增大 7．由ZnS(Ag)组成的闪烁计数器，一般用来探测α射线的强度 8．由NaI(Tl)组成的闪烁计数器，一般用来探测γ、X 射线的能量、强度、能量和强度 9．电离室一般用来探测α、β、γ、X、重带电粒子射线的能量、强度、能量和强度。 10．正比计数管一般用来探测β、γ、X 射线的能量 11．Ｇ-Ｍ计数管一般用来探测α、β、γ、X 射线的强度 12．金硅面垒型半导体探测器一般用来探测α射线的能量、强度、能量和强度 13．Si(Li)半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X射线的能量、强度、能量和强度 14．HPGe半导体探测器一般用来探测α、β、γ、X、带电粒子、重带电粒子射线的能量 15．对高能γ射线的探测效率则主要取决于探测器的有效体积 16．对低能γ射线的探测效率则主要取决于“窗”的吸收 17．Ｇ-Ｍ计数管的输出信号幅度与工作电压无关。 18．前置放大器的类型主要分为以下三种：电压型、电流型、电荷灵敏型 19．前置放大器的两个主要作用是：提高信-噪比、阻抗匹配。 20．谱仪放大器的两个主要作用是：信号放大、脉冲成形 21．滤波成效电路主要作用是：抑制噪声、改造脉冲波形以满足后续测量电路的要求 22．微分电路主要作用是：使输入信号的宽度变窄和隔离低频信号 23．积分电路主要作用是：使输入信号的上升沿变缓和过滤高频噪声 24．单道脉冲幅度分析器作用是：选择幅度在上下甄别阈之间的信号 25．多道脉冲幅度分析器的道数（M）指的是：多道道脉冲幅度分析器的分辨率 26．谱仪放大器的线性指标包括：积分非线性INL、微分非线性DNL 二、名词解释及计算题（10分，每小题5分） 1.能量分辨率: 表征γ射线谱仪对能量相近的γ射线分辨本领的参数，可用全能峰的半高宽度FWHM或相对半高宽度表示 2.探测效率：定义为探测器输出信号数量(脉冲数)与入射到探测器(表面)的粒子数之比 3.仪器谱：由仪器(探测器)探测(响应)入射射线而输出的脉冲幅度分布图，是一连续谱 4.能谱：脉冲幅度经能量刻度后就可以得到计数率 5.全能峰：入射粒子以各种作用方式(一次或多次)将全部能量消耗在探测器内而形成的仪器谱峰 6.逃逸峰：若光电效应在靠近晶体表面处发生，则X射线可能逸出晶体，相应的脉冲幅度所对应的能量将比入射光子能量小，这种

全站仪的使用实验报告

实验三认识全站仪 实验时间：2016年11月21日星期一 实验地点：校庆广场 实验目的： （1）认识并且熟习全站仪的应用步骤； （2）了解全站仪的零部件和构造：a.手柄，b.粗瞄准镜，c.物镜，d.水平制动螺旋，e.水平微动螺旋，f.整平脚螺旋，g.基座固定钮，h.显示屏，i.键盘，j.光学对中器，k.望远镜把手，l.目镜调焦螺旋，m.仪器中心标志，n.目镜，o.数据通信接口，p.底板，q.圆水准校正螺旋，r.圆水准器，s.键盘，t.管水准器，u.垂直微动螺旋，v.垂直制动螺旋，w.望远镜调焦螺旋，x.电池NB-3D，y.电池锁紧杆；（3）全站仪的基本测量：角度测量（水平角设置，竖直角显示变换，角度单位变换，自动改正视准轴误差、横轴误差和指标差，竖轴倾斜的自动补偿）、距离测量（全站仪具有光电测距仪的测距系统，除了能测量仪器至反射棱镜的距离外，还可以根据全站仪的类型、反射棱镜的数目和气象条件，改变其最大测距，以满足不同的测量目的和作业要求，测距模式的变换，可以设置测距精度，各种改正功能，斜距归算功能）； （4）坐标测量和放样（设站，坐标测量和放样）。 实验步骤:做闭合导线测量； （1）选址（场地面积足够大，有至少两个已知点，地面最好比较平坦、坚硬）；

（2）找点（找至少四个点并且每两个点之间的距离不少于30米闭合，其中一个已知点作为其中的一个点）； （3）架好仪器并且整平； （4）测点。 实验总结：认识了全站仪的结构与部件，学会了全站仪的基本操作。全站仪的使用需要团队之间的合作，通过这次试验促进了我们之间的默契，加强了团结意识，加深了团队精神。实验中我们也经历了一些失败与挫折，但是通过我们的合作与请教老师，我们解决了全部的问题，增长了知识与技能。总之，这次试验我受益匪浅。

Alpha谱仪实验

α射线能谱测量实验报告 核工1201 林勇 20120983 一、实验目的： 1、了解α谱仪的工作原理及其特性。 2、掌握应用谱仪测量α粒子能谱的方法。 3、测量获取表中各种放射源在不同真空度下的能谱图，为不同放射源、不同真空度、不同探源距下α能谱的解谱方法研究准备数据，同时为α能谱库的建立做一些探索性工作。 二、实验容 1、测定谱仪的能量分辨率，并进行能量刻度。 2、测量未知α源的能谱，并确定α粒子能量。 三、实验原理 1、α放射源 α放射源是以发射α粒子为基本特征的放射源。α粒子能量一般为4-8MeV，在空气中的射程为2.5-7.5cm，在固体中的射程为10-20um。由于α粒子穿透物质的能力弱，为此，设计制备α放射源时必须考虑源的自吸收。目前工业用的α放射源主要有241Am、238Pu、239Pu、244Cm(锔)和210Po(钋)等，用量最大的是241Am源。因为241Am容易生产，价格便宜，而且半衰期长。 常用α放射源核素数据

2、α谱仪 本次试验仪器拟采用西南科技大学国防重点试验室α能谱仪，该α谱仪为美国ORTEC公司生产的8通道α能谱仪，型号为：ALPHA-ENSEMBLE. ORTEC在α谱仪上采用超低本底和PIPS工艺（表面钝化、离子注入、可擦洗）硅探测器，同时真空舱室也为超低本底材料。面积上提供300、450、490、600、900和1200平方毫米的选择，有效耗尽层100μm。 结构特性与性能指标： 样品直径可从13mm至51mm。探测器与被测样品之间有10档距离可选，相邻两档之间的距离差为4mm，最大距离可达44mm。 真空计：围10mTorr到20Torr（1 Torr ≈ 133.322 Pa）。 探测器偏压：围0±100V，大小和正负极性可调节。漏电流检测器：围0到10,000nA，显示分辨率3nA。 脉冲产生器；围0到10MeV，稳定性<50ppm/oC，脉冲的幅度可调。 数字化MCA(多道脉冲幅度分析仪)：通过软件可设置系统转换增益(道数)为256、512、1024、2048或者4096道，细调增益为0.25到1；增益稳定性：≤150ppm/oC；每个事件的转换时间(死时间)：<2μs。 数字化稳谱、ADC的零点(ZERO)和下阈(LLD)均由计算机调节设置。谱仪的探测器偏压、漏电流均可在软件相关界面上以数字和图形显示出来。 输入电源：120/240 V ac，50/60 Hz输入功率50W。 通讯：USB2.0接口。每一个Alpha Ensemble最终提供一条电缆给PC。 应用软件：MAESTRO-32或AlphaVision 工作条件:温度0oC到50oC，相对湿度≤ 95%。 分辨率与本底：基于使用450mm2 ULTRA-AS探测器和高质量的241Am点源，能量分辨率(FWHM)：≤20KeV (探测器到源的距离等于探测器的直径)，探测器效率：≥25% (探测器到源的距离小于10mm)，本底：在3MeV以上，每小时计数≤1。 所有型号均可选择用于反冲抑制保护的样品盘选项。 主要特点： 探测室、前放、主放和多道一体化，系统具有高度的可靠性； 全部功能由计算机通过仿真软件控制； 每一路都完全独立、互不干扰或影响； 每一路谱仪可配不同规格型号探测器； 容纳样品直径最大可达51mm，探测器面积最大可达1200mm2； 系统可以扩展至8台共64路探测器。 3、α谱仪工作原理 α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即：

α射线能谱测量(有算能量刻度哦)

**************************************************************************** 西南科技大学 《α射线能谱测量》报告设计名称α射线能谱测量 学院 班级 学生姓名 学号 设计日期2014年12月 2014年10月制

目录 1实验目的 (1) 2实验内容 (1) 3实验原理 (1) 3.1α能谱 (1) 3.2α放射源 (2) 3.3α放谱仪 (3) 3.4探测器测量α射线能谱相关原理 (4) 3.5α谱仪的能量刻度和能量分辨率 (4) 4实验仪器、器材 (5) 5实验步骤 (5) 6实验数据记录、处理 (6) 7实验结论 (8)

1实验目的 α衰变中发射的α粒子能量及辐射几率的测量，对于核结构研究具有重要意义。这些核数据的测量通常是用α磁谱仪或半导体α谱仪。而本实验主要从以下几个方面进行： 1、了解α谱仪工作原理与特性 2、掌握α能谱测量原理及测量方法 3、测量获取表中各种放射源在不同探源距下α能谱的数据与图像记录并进行刻度 2实验内容 测定α谱仪在不同源距下α能谱的数据，并通过计算获得相关能量分辨率。同时，进行能量刻度。 3实验原理 3.1α能谱 α粒子通过物质时，主要是与物质的原子的壳层电子相互作用发生电离损失，使物质产生正负离子对，对于一定物质，α在其内部产生一对离子所需的平均能量是一定的（即平均电能w），所以在物质中产生的正负离子对数与α粒子损失的能量成正比，即：E N= W 公式中N为α粒子在物质中产生的正负离子对数目，E是在物质中损失的α粒子能量。如果α粒子将其全部能量损失在物质内，E就是α粒子的能量。 由于α粒子在空气中的射程很短（在T=15℃，P=1大气压时，天然放射性核素衰变产生的α粒子，射程最大为Thc’(212Po) 为8.62cm，能量最小232Th为2.5cm），所以测量室应采用真空室，如上图1所示，采用真空泵将测量室抽成真空，这样与探测器接触的α粒子的能量才近似等于放射性核素经过α粒子放出的α粒子的初始能量（近似是因为不可能将测量室抽成绝对真空）。 α粒子在探测器中因电离、激发（由于α粒子的质量很大，所以与物质的散射作用很不明显。α粒子在空气中的径迹是一条直线，这种直线很容易在威尔逊云室中看到。）等效应而产生电流脉冲，其幅度与α粒子能量成正比。电流信号经前置放大器、主放大器放大，出来的电信号通过多道分析器进行数据采集，最后通过计算机采集并显示其仪器谱（实验用α谱仪硬件连接及内部结构框图如图1所示）。仪器谱以α粒子的能量（即脉冲幅度）为横坐标，某个能量段内α粒子数（或计数率）为纵坐标，即可计算样品中各单个核素发射的α粒

全站仪的使用实验报告

全站仪的使用实验报告 篇一：全站仪综合试验报告 一、实验题目 全站仪的应用 二、实验目的 1、测距 综合试验实验报告 熟知全站仪的基本构造、操作原理、操作流程、主要功能等，旨在加强同学们理论联系实践的动手能力，为毕业出去工作打下坚实的基础。 三、实验基本原理 （1）光电测距仪发出红外光束到目标点位处调平后的棱镜经反射回来，全站仪计算发出光束的时间点到返回的时间点，从而计算光束运行轨迹的长度，因为光在不同介质中的运行速度的不同，所以要求精确测量时应避免大雾、高温、和空气潮湿的天气，全站仪中有测温度和测气压的装置，测得温度和气压后生成一个改正系数，在全站仪每次测距时都参与计算，尽管如此，全站仪仍然不能把所有气象因素都计算在内，所以在进行要求精度较高的测量时应选在晴朗、空气质量较好的天气进行。 （2）大气折光对测距的影响：光越靠近地面时折光越

大，仪器支起应高出地面1m以上，特别在高温天气，靠近地面处的气浪非常大，造成的折射率也非常大，要避免在这种天气进行高精度测量。（适用所有仪器） （3）棱镜常数：光在玻璃中的折射率为1.5－1.6，在空气中近似等于1，光在玻璃中传播比空气中慢很多，所以光经过棱镜中所用时间较空气中长，测得距离会比实际增大一定的距离，增大的部分为棱镜常数，这个在说明书中有所标注。 2、测角 3、误差 与经纬仪的原理是一样的仍旧采用度盘，从度盘采用电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示，以便把测得的角度生成电子数据，为全站仪内部计算提供数据。 因为常用全站仪的光电测距测距中误差为±5mm左右，（我国现行城市测量规范将测距仪划分为两级，即，一级：为中误差小于5mm,二级为中误差大于5mm小于10mm），梭镜对中的高度误差，以及竖直角测量误差等各项因素的影响，所累积的误差是很大的，所以不宜用全站仪进行要求高程精度比较高的测量工作。 4、全站仪内部运算 在进行坐标放样和坐标测量工作中，全站仪在已知点建站后，用另一通视的已知点做为后视，然后测距，测距后全

光栅光谱仪实验报告(终审稿)

光栅光谱仪实验报告公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

光栅光谱仪的使用 学号 22 学生姓名张家梁 专业名称应用物理学（通信基础科学）所在系（院）理学院 2017 年 3 月 14 日

光栅光谱仪的使用 张家梁 1 实验目的 1. 了解光栅光谱仪的工作原理。 2. 学会使用光栅光谱仪。 2实验原理 1. 光栅光谱仪 光栅光谱仪结构如图所示。光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上，因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上，衍射光经后球面镜后聚焦在出射狭缝上。光栅可在步进电机控制下旋转，从而改变入射角度和终聚焦到出射狭缝处光线的波长。控制入射光源的波长范围，确保衍射光无级次重叠，可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。 光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和 CCCD 等多种，经过光栅衍射后，到达出射狭缝的光强一般都比较弱，因此本仪器采用光电倍增管和 CCD 来接收出射光。 2. 光探测器

光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测器，它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳极组成，并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器在阴极──打拿极(又称“倍增极”) ──阳极之间建立一个电位分布。光辐射照射到阴极时，由于光电效应，阴极发射电子，把微弱的光输入转换成光电子；这些光电子受到各电极间电场的加速和聚焦，光电子在电子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极，产生二次电子，由于二次发射系数大于 1，电子数得到倍增。以后，电子再经倍增系统逐级倍增，阳极收集倍增后的电子流并输出光电流信号，在负载电阻上以电压信号的形式输出。 CCD 是电荷耦合器件的简称，是一种金属—氧化物—半导体结构的新型器件，在电路中常作为信号处理单元。对光敏感的 CCD 常用作图象传感和光学测量。由于 CCD 能同时探测一定波长范围内的所有谱线，因此在新型的光谱仪中得到广泛的应用。 3. 闪耀光栅 在光栅衍射实验中，我们了解了垂直入射时（Φ=90°）光栅衍射的一般特性。当入射角Φ=90°时，衍射强度公式为 光栅衍射强度仍然由单缝衍射因子和多缝衍射因子共同决定，只不过此时