物质对射线的吸收(本文内容节选自高等教育出版社《大学物理实验》)射线与物质的相互作用,使射线通过一定厚度的物质后,能量或强度有一定的减弱,称为物质对射线的吸收。研究物质对射线的吸收规律及不同物质的吸收性能等,在了解核性质和核参数、防护核辐射、核技术应用和材料科学等许多领域都有重要的意义。在本实验中测量核辐射的仪器为G-M计数管,它是盖革-米勒(Geiger-Muller)计数管的简称,属于气体计数器型的核辐射探测器,其工作物质是气体,其功能是记录射线粒子的数目但不能区别粒子能量。G-M计数管有易于加工,输出信号幅度大,配套仪器简单等优点,在放射性测量方面有广泛的应用,为近代物理的早期发展作出了重要的贡献。本实验的目的是了解G-M计数管的结构、工作原理,测出高压坪曲线,并用G-M计数管测出铝吸收片对β射线的吸收曲线,求出β射线的射程和最大能量,同时学习有关使用放射源的安全操作规则。实验原理1、G-M计数管1.1、G-M计数管的结构和工作原理G-M计数管的结构如右图1所示,通常为一密封并抽真空的玻璃管,中央是一根细金属丝作为阳极,玻璃管内壁涂以导电材料薄膜或另装一金属圆筒作为阴极构成真空二极管。同时充有一定量的惰性气体和猝灭气体。G-M计数管有很多类型,按结构形状区分有圆柱形和钟罩形等;按探测粒子种类不同有、β计数管和X、计数管;按所充猝灭气体种类不同分,有卤素管(Br2、Cl2等)、有机计数管(乙醇或乙醚)等。当计数管的阳极和阴极之间加有适当的工作电压时,管内形成柱形对称电场如有带电粒子进入管内,由于粒子与管内惰性气体原子的电子之间的库仑作用,可使气体电离(或激发),形成正、负离子对,这种电离称为初级电离。在电场作用下,正、负离子分别向相反的电极运动,但正离子向阴极运动的速度比电子向阳极运动的速度慢得多。电子向阳极运动过程中不断被电场加速,又会和原子碰撞而再次引起气体电离,称为次级电离。同时,原子激发后的退激发及正负离子对的复合,都会产生大量紫外光子,这些光子可在阴极上打出光电子,这些光电子在电场中又被加速导致新的电离。不断的电离过程使离子数目急剧增加,形成自激雪崩放电现象,一般在10-7s之内会使雪崩放电遍及计数管整个灵敏体积内。在这段时间内正离子移动很少,仍然包围在阳极附近,构成正离子鞘,使阳极周围电场大为减弱。在正离子缓慢地向阴极运动过程中,也会与猝灭气体分子相碰撞对充有不同类型猝灭气体的计数管,其猝灭机制...