浙师大《近代物理实验》考试资料(上)
近代物理实验期末考试试题及答题要点

近代物理实验期末考试试题及答题要点1.(实验名称:核衰变的统计规律)(1)测量G-M 计数管的坪曲线目的是什么?(2)某学生用G-M 计数管探测到某一放射源放射的粒子,每次测量的时间为30秒,共测量100次,测量数据如下表所示;用χ2检验方法判断测量结果是否服从泊松分布(219.49αχ-=)。
已知泊松分布的概率函数式为: ()P n =!nm m e n - 。
【答题要点】(1) 检验G-M 管是否正常和确定工作电压。
(2) m=2.51,选用皮尔逊统计量作X 2检验,考虑到计算X 2值时每个区间的频数不能太少,于是把5i k >以上的数据合为一个区间,其余数据均可单独作为一个区间。
因,100i i E NP N ==则2.511 2.51(0)1008.1!0!m k m E k N e e k --===⨯= 12.512 2.51(1)10020.41!E k e -==⨯= 同理可得3(2)25.5E k ==;4(3)21.3E k ==;5(4)13.4E k ==;6(5)11.3E k >=可求得:2621() 2.12i i i i N E E χ=-==∑ 选定显著水平 a=0.05,查X 2分布表得219.49αχ-=。
由于221αχχ-<,故可判断观测结果与泊松分布无显著差异。
2.(实验名称:高真空的获得与测量)(1)真空的基本特点:1) 2) 3) 。
(2)衡量真空泵的两个重要指标是: 和 。
(3)某一真空系统当用机械泵抽到1.2×10-1Pa 后打开扩散泵,几分钟后真空度开始下降,直到几十Pa ,后又开始上升直到小于1×10-2Pa 。
请解释这一现象。
【答题要点】(1)真空空间气体分子密度极小,仅为大气压下分子密度的万亿分之一;气体分子或带电粒子的平均自由程极长;气体分子与固体表面碰撞的频率极低。
(2)极限压强; 抽气速率(3)首先是油受热体积膨胀致使压强增大,真空度下降;当油蒸气遇到冷却水冷凝后,压强变小,真空度变大,随着油不断的蒸发和冷凝,上下形成一定的压强差,直到真空度小于1×10-2Pa 。
近代物理实验习题

近代物理实验习题本习题包括22个实验,根据设备情况和学生特点从中选定必修实验。
考试时从学生做过的实验中选择考试内容。
期末考试为面试,在所做过的实验中抽签考基本知识和操作,并且以操作为主。
下列考试内容已编入新出版的《近代物理实验》课本,其中既包括基本知识,也包括基本操作。
学生掌握了这些内容就达到了近代物理实验课的基本要求。
1. 光谱的定性分析(一、二)1). 用于识谱的仪器是什么?2).为在谱片上得到不同高度的谱线,采用哪种方法?3).对拍摄好的谱片进行识谱后,用哪种仪器进行测定,从而求出各条谱线的波长?4).由于分光元件的不同,摄谱仪可分为哪几种?5).为进行谱线波长的比较和测定,需要并排摄下什么物质的像?6).物质的发射光谱有几种?各是如何产生的?7).测未知谱线波长时,如果使用线性内插法,则应尽量选用与未知谱线较近的两条Fe谱线,为什么?8).光谱分析的基础是什么?9).光谱定性分析有哪几种方法,并简述之。
10).简述光谱分析中光源的职能。
11).光谱分析的过程有几步。
12).如何确定未知谱线的波长?13).本实验中的主要实验仪器有哪些?各起什么作用?14).光谱分析的基本特点有哪些?15).光栅光谱级次重叠是如何产生的?16).消除光栅光谱级次重叠的方法有哪些?17).选择光源时应考虑哪些方面的问题?18).简述棱镜分光及光栅分光原理。
19).如何正确使用阿贝比长仪读数?20).简述哈特曼光阑的作用。
2. 塞曼效应1). 什么叫塞曼效应、正常塞曼效应、反常塞曼效应?2). 试画出汞的435.8nm光谱线(3s1-3p1)在磁场中的塞曼分裂图。
3). 垂直于磁场观察时,怎样鉴别分裂谱线中的成分和成分?4). 画出观察塞曼效应现象的光路图,叙述各光学器件所起的作用。
5). 简述F-P标准具的结构和工作原理。
6). 如何判断F-P标准具已调好?7). 什么叫成分、成分?在本实验中哪几条是线?哪几条是线?8). 叙述测量电子荷质比的方法。
浙师大近代物理实验考试整理1教案

实验一:密立根油滴实验1、分析油滴在电容器内歪斜运动的原因。
(至少说出三点)1.电极板没放水平,电场歪了。
验证:先不加外电场,让油滴下落,此时的轨迹一定是竖直的,再加电压观察油滴轨迹,如果轨迹与开始不重合,则为倾斜运动解决:调节电极板至电场方向竖直。
2.油雾是从油管中喷进电场的,喷射形成空气局部涡旋,造成横向有运动解决:这种倾斜运动横向无动力,时间长后就会趋于静止。
D像头(屏幕上格子)歪了验证:不加电场时油滴是否严格沿着屏幕格子上的竖线运动解决:把CCD转正,或在显示屏幕上重新画格子4.装置漏风验证:在装置旁边吹气,如果明显影响油滴,则装置漏气解决:换一个2、密立根油滴实验中,应如何选择油滴(应讲清楚选择过程)?为什么?P13用喷雾器从喷油口向内急速喷入少量油雾(不要连续几下大量喷雾,不然小孔会被油堵塞)关闭小孔进行观察显示器,视场中会出现大量油滴,用平衡法时,加工作(平衡)电压250V左右,取走多余油滴,知道剩下几滴缓慢运动为止。
注视其中一颗,仔细调节平衡,使其静止不动。
油滴体积不能太大,太大油滴虽然较亮,但一般带的电荷较多,下降的速度较快3、带电油滴处于水平放置的空气平板电容器内,通常受到哪些力的作用?P84、1、密立根油滴实验应对实验测得的各个电量q 求最大公约数数,这个最大公约数就是基本电荷e 值。
2、密立根油滴实验证明了电荷的颗粒性,即任何带电体所带电荷都是基本电荷的整数倍。
并精确的测定了基本电荷的数值实验二:弗兰克赫兹实验1、原子只能处在某些__不连续_____的稳定状态,每一状态对应一定的_能量_____,其数值是彼此_分隔的_____,原子在这些状态时,__不反射也不吸收______________能量。
2、为什么F—H实验通常使用的碰撞管是充汞P173、夫兰克——赫兹实验中,炉温不同,对实验结果有何影响?为什么?P19实验三:γ射线能谱与物质吸收系数1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的β射线、γ射线和中子。
近代物理实验期末考试试题及答题要点

近代物理实验期末考试试题及答题要点1.(实验名称:核衰变的统计规律)(1)测量G-M 计数管的坪曲线目的是什么?(2)某学生用G-M 计数管探测到某一放射源放射的粒子,每次测量的时间为30秒,共测量100次,测量数据如下表所示;用χ2检验方法判断测量结果是否服从泊松分布(219.49αχ-=)。
已知泊松分布的概率函数式为: ()P n =!nm m e n - 。
【答题要点】(1) 检验G-M 管是否正常和确定工作电压。
(2) m=2.51,选用皮尔逊统计量作X 2检验,考虑到计算X 2值时每个区间的频数不能太少,于是把5i k >以上的数据合为一个区间,其余数据均可单独作为一个区间。
因,100i i E NP N ==则 02.511 2.51(0)1008.1!0!m k m E k N e e k --===⨯= 12.512 2.51(1)10020.41!E k e -==⨯= 同理可得3(2)25.5E k ==;4(3)21.3E k ==;5(4)13.4E k ==;6(5)11.3E k >=可求得:2621() 2.12i i i i N E E χ=-==∑ 选定显著水平 a=0.05,查X 2分布表得219.49αχ-=。
由于221αχχ-<,故可判断观测结果与泊松分布无显著差异。
2.(实验名称:高真空的获得与测量)(1)真空的基本特点:1) 2) 3) 。
(2)衡量真空泵的两个重要指标是: 和 。
(3)某一真空系统当用机械泵抽到1.2×10-1Pa 后打开扩散泵,几分钟后真空度开始下降,直到几十Pa ,后又开始上升直到小于1×10-2Pa 。
请解释这一现象。
【答题要点】(1)真空空间气体分子密度极小,仅为大气压下分子密度的万亿分之一;气体分子或带电粒子的平均自由程极长;气体分子与固体表面碰撞的频率极低。
(2)极限压强; 抽气速率(3)首先是油受热体积膨胀致使压强增大,真空度下降;当油蒸气遇到冷却水冷凝后,压强变小,真空度变大,随着油不断的蒸发和冷凝,上下形成一定的压强差,直到真空度小于1×10-2Pa 。
近代物理实验期末笔试复习题

实验复习要点一.微波基本特性测量实验1.了解微波的基本特点2.了解矩形波导管的结构及微波在波导中传输的电磁场的分布特性3.掌握实验中用到的波导元件的名称及作用和功能4.掌握微波在波导传输线中电磁场分布的三种状态,分析三种状态对应的负载情况,及相应的驻波比及反射系数计算二.核磁共振实验1.了解核磁共振的基本原理及共振条件2.掌握计算回磁比γF,朗德因子g F,和核磁矩μZF3.掌握回磁比γF,朗德因子g F,和核磁矩μZF及不确定度的计算和表达式4.掌握核磁共振实验的磁场关系及各磁场的作用及区别三.铁磁共振实验1.了解铁磁共振实验基本原理2.掌握计算旋磁比γ,g因子和弛豫时间τ的计算3.了解铁磁共振实验与核磁共振实验的相同和不同之处4.了解线宽∆H是描述铁氧材料的一个重要参数的意义四.电子自旋共振实验1.了解微波电子自旋共振实验基本原理2.掌握电子自旋共振实验的魔T及样品腔的结构与工作原理3.掌握计算样品g因子及由谐振腔振点计算波导波长λg4.了解为什么在弱磁场情况下易观察到ESR ,而不易观察到NMR现象五.光磁共振实验1.掌握铷原子能级分裂的基本知识2.掌握铷原子光抽运原理,会解释光抽运信号3.掌握铷原子光磁共振原理,会解释光磁共振信号4.会用线行拟合法测量铷原子g F因子及铷原子基态g F理论值5.能够回答课后思考题六.光速测量实验1.掌握形成光拍需要具备的条件2.熟悉拍频波的数学形式及拍频波波形图,能正确写出拍频波的频率表达式3.会利用实验要求满足的条件推导出试验中的光速计算公式4.熟悉获得相拍二光波的两种方法及各方法所得到的衍射光的频率表达式5.会用不确定度表示测量结果七.氢氘钠光谱实验1.掌握氢氘光谱的巴尔末公式,熟悉氢氘光谱的各线系产生的能级跃迁2.会利用实验得到的巴尔末线系的四条光谱计算氢氘原子的里德伯常数和核质量比3.根据氢氘光谱各光谱波长值,分析各谱线对应的能级跃迁,并根据上述分析画出氢氘原子的巴尔末线系的能级跃迁图,并标出前四条谱线对应的能级跃迁和波长八.微波分光实验1.能写出双缝干涉实验中的干涉极大和极小所对应的衍射角表达式2.会通过迈克尔逊干涉实验测算微波波长3.掌握晶体的布拉格衍射定律,会对实验中的数据进行分析处理九.塞曼效应实验1.本实验的注意事项有哪些?2.熟悉并能画出实验光路图,知道各部分的名称和作用3.掌握实验测量和计算塞曼分裂谱线(π线)波数差的方法4.掌握基于实验数据计算电子荷质比的数据处理方法5.熟悉汞的435.8nm光谱线(3S1−3P1)和546.1nm谱线(3S1−3P2)在磁场中的塞曼分裂情况(包括偏振特性)6.垂直于磁场观察时,怎样鉴别分裂谱线中的π成分和σ成分?十.激光模谱实验1.本实验的注意事项有哪些?2.熟悉并能画出实验装置示意图,知道各部分的名称和作用3.本实验观察到的激光器的输出模谱是不稳定的,试说明其主要原因4.掌握激光模谱中纵模间隔的实验测量和计算方法5.如何判断干涉仪的扫描模谱中频率增加的方向6.如何从示波器显示的模谱图中确定扫描干涉仪的自由光谱范围7.当调整光路从干涉仪反射回的光束刚好沿原光路返回激光器时,示波器上激光模谱图形变得很不稳定,为什么?8.激光器刚打开时,示波器上激光模谱图形通常是不稳定的,试说明模谱变化的规律和主要原因十一.菲涅尔全息照相实验1.本实验的注意事项有哪些?2.简述全息记录和再现的基本原理3.熟悉实验光路,能正确画出记录光路示意图,并说明光路中各元件的名称和作用4.能够设计和建立符合要求的记录光路5.能够正确再现和观察菲涅尔全息图,了解不同再现条件下再现像的变化情况6.实验和光路设计中的主要注意事项7.实现全息记录需要满足的基本条件是什么?8.当照明方向或会聚程度与原参考光不同时,再现像有什么变化?9.菲涅尔全息图与普通相片比有哪些重要差别?10.试说明当用白光源再现菲涅尔全息图时再现像发生色模糊的原因11.根据实验光路参数,估算全息图上干涉条纹的间隔或密度十二.弗兰克—赫兹实验1.本实验的注意事项有哪些?2.熟悉并能画出实验装置示意图,知道各部分的名称和作用3.掌握第一激发电位的测量和数据处理方法4.F-H实验是如何观测到原子能级变化的?5.列举实验误差产生的主要因素6.I A−V G2K曲线各极小值处I A的值均不为零,且随V G2K的增加而上升,这是为什么?7.当加速电压超过电离电位时,在什么情况下可使原子激发而不电离?。
近代物理考卷(以往)

填空题1、 密立根油滴实验证明了电荷的不连续性(具有颗粒性),即油滴所带电荷都是基本电荷e 的整数倍2、 原子只能处在某些能量分立的稳定状态,每一状态对应一定的能量,其数值是彼此分隔的,原子在这些状态时,不发射和吸收能量。
3、 137Cs 射出的γ射线的能量=0.661M eV ;60C o 射出的γ射线的能量=1.25M eV ;1居里=103.710⨯Bq【《近代物理实验讲义》p52,66】4、 γ射线经过闪烁晶体物质时当能量在30M eV 以下时在所有相互作用方式中,最主要的有三种:光电效应、康普顿效应、电子对效应;其中当中能γ射线和低Z 吸收物质相互作用时以?为主【《近代物理实验讲义》p58】5、 弱信号检测中基本方法有同步积累、相关接受、匹配滤波器。
【《近代物理实验讲义》p163】6、 在微波频率测量时,旋转频率计的测微头。
当频率计与被测频率谐振时,将出现吸收峰,反映在检波指示器上是一跌落点,选频放大器使用时,在被测电压接入后,需要仔细调整?细调旋钮,使其仪器指示最大。
【《近代物理实验讲义》p195】7、 真空度是对气体稀薄程度的一种客观度量,最直接的物理量应该是每单位体积中的分子数,但由于历史的原因,真空度的高低通常以气体的压强来表示。
气体压强越低,真空度就越高。
由于汞有七种同位素,纯汞也就没有确定的密度,因此以一毫米汞柱(mmHg )作为压强单位是不标准的,国际计量大会规定的国际单位制(SI )压强单位是帕斯卡(P ascal ),简称帕(P a )。
早期曾以1毫米汞柱(mmHg )作为压强单位,将760mmHg 规定为一个标准大气压,1标准大气压(A T M )=101325帕(P a )。
【《近代物理实验讲义》p105】8、 由于材料的化学成份不纯和晶体结构不完整等因素的影响,超导体的正常态——超导态转变是在一定的?中发生的。
当我们测量电阻率温度的变化关系时,我们通常将降温过程中T ρ-曲线开始偏离直线处对应的温度称为起始转变温度(Onset point ),该处的电阻率以0n ρ表示。
近代物理实验复习题

2012——2013年上学期期末考(近代物理实验)复习参考题一、填空题1,在强磁场中,光谱的分裂是由于的分裂引起。
2,光放在足够强的磁场中,原子光谱中的每条谱线都将分裂为数条偏振化的谱线,分裂的条数随能级类别不同而不同,这种光谱线的分裂现象称为。
3,在塞曼效应实验中,观察纵向效应时放置1/4波片的目的是。
4,NMR稳态吸收包括和两个过程。
5,核磁共振是磁矩不为零的原子核,在外磁场作用下自旋能级发生分裂,共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。
6,必须把放在足够强磁场中,才能产生塞曼分裂。
7,发生塞曼分裂时,谱线跃迁时M的选择定则是____________________.8, 核磁共振条件是____________9,为调节出较理想的核磁共振信号下列措施可取的是___________________ (1)、加大调制场。
(2)、调节边振调节使振荡器处于边缘振荡状态。
(3)、通过扫场(或扫频)调出核磁共振信号。
(4)、调节样品在磁场中的位置。
10, 光谱从外部特征上可分为____________,____________,_____________.11,“光速的测量”采用的方法是。
12. 弗兰克-赫兹实验的目的是通过汞原子的测量,证明原子内部的存在。
13,写出方波和三角波的傅里叶分解式;_____________________________ ; _______________________________14,在傅里叶分解与合成实验中当1KHz,3KHz,5KHz,7KHz四组正弦波的初相位_____________时振幅调节__________________条件下输入到加法器叠加后,可以分别合成出方波波形。
15,在傅里叶分解与合成实验中使用_______________电路对方波或三角波进行频谱分解16, 全息照相是一种二步成像的照相术;第一步利用了光的___________原理;第二部利用了光的____________原理。
近代物理专题考查试题

《近代物理专题》考查试题注意:有选择性地答题,不要原搬照抄,卷面尽量整齐!一、简述凝聚态物理的学科概况、研究范围及国内著名研究机构。
(20分)二、简述光学的学科概况、研究范围及国内著名研究机构。
(20分)三、什么是纳米、纳米体系、纳米材料?(15分)四、纳米材料的分类有哪些?(20分)五、简述电话网的组成。
(15分)六、简述波分复用技术及波分复用系统的主要优点。
(10分)《近代物理专题》考查题答案一、答:(1)学科概况凝聚态物理学是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、粒子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间联系的一门学科。
凝聚态物理是以固体物理为基础的外向延拓,特别是20世纪80年代以来,凝聚态物理学取得了巨大进展,研究对象日益扩展,更为复杂。
一方面传统的固体物理各个分支如金属物理、半导体物理、磁学、低温物理和电介质物理等的研究更深入,各分支之间的联系更趋密切;另一方面许多新的分支不断涌现,如强关联电子体系物理学、无序体系物理学、准晶物理学、介观物理与团簇物理等,从而使凝聚态物理学成为当前物理学中最重要的分支之一,从事凝聚态研究的人数在物理学家中首屈一指,每年发表的论文数在物理学的各个分支中居领先位置。
目前,凝聚态物理学正处在枝繁叶茂的兴旺时期。
(2)研究范围研究凝聚态物质的原子之间的结构、电子态结构以及相关的各种物理性质。
研究领域包括固体物理、晶体物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学、固体光学性质、低温物理与超导电性、高压物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低维物理、液体物理、微结构物理、缺陷与相变物理、纳米材料和准晶等。
(3)国内著名研究机构中国科学院物理研究所、南京大学、中国科技大学。
二、答:(1)学科概况光学是研究光辐射的性质及其与物质相互作用的一门基础学科,具有悠久的历史。
20世纪60年代初激光问世,,这一划时代的成就为光学学科本身开创了新的纪元。
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一、填空题(每空格1分,同学根据平时选做实验从中选5小题,填空题满分20分)★★1、用二倍最小功率法测大驻波比时,大驻波比S的简化计算公式为S= 。
其中确定波腹点位置时,需要使用波量线和检流计。
微波基本参数测量中,基本参量分别是频率,功率,和驻波比。
★★2、工业CT是__核物理实验__技术在工业中的应用。
吸收定律可知,一束初始强度为I o的射线穿越密度为ρ的均匀物质后,其强度减弱为____ ___。
在实验过程中,根据采集到的数据,经过一定的__图像重建算法__就能得到样品内部的衰减系数__具体的二维分布__(其在数字图像中称为灰度值),进而可以知道物体内部的组成成分和结构。
★★3、真空度是对气体稀薄程度的一种客观度量,最直接的物理量应该是每单位体积中的分子数,但由于历史的原因,真空度的高低通常以气体的压强来表示。
气体压强越_低__,真空度就越高。
国际计量大会规定的国际单位制(SI)压强单位是帕斯卡(Pascal),简称帕(Pa)。
1帕等于 1 牛顿/米2。
早期曾以1毫米汞柱(㎜Hg)作为压强单位,将760㎜Hg规定为一个标准大气压,1标准大气压(ATM)= 101325 帕(Pa)。
★★4、我们所使用的仪器中,相关器主要由乘法器和积分器两部分组成,要求输入信号通道和__参考_通道。
典型锁相放大器由参考通道、信号通道和相关器组成。
5、由于汞有七种同位素,纯汞也就没有确定的密度,因此以一毫米汞柱(㎜Hg)作为压强单位是不标准的,经第十届国际计量大会规定,改用帕(Pa)来定义标准大气压。
1帕= 1N/m2,并规定标准大气压的1/760称为1托(Torr):1托(Torr)1标准气压= 133.322 帕(Pa),以帕(Pa)规定的标准大气压是绝对严格的,它在=760数值上与汞柱规定的“标准大气压”几乎相等:1毫米汞柱= 1.00000014 (托)。
6、单晶γ闪烁谱仪的主要性能指标是能量分辨率、线性、谱仪的稳定性。
7、弱信号检测中基本方法有同步积累、相关接受、匹配滤波器。
根据惯例,锁相放大器等效噪声带宽一般用RC 表示。
(时间常数)8、137Cs射出的γ射线的能量=0.662 Mev;60Co射出的γ射线的能量=1.25 Mev;1居里=1000 毫居里=1000000 微居里= 3.7×10的10次方Bq。
9、γ射线经过闪烁晶体物质时当能量在30Mev以下时在所有相互作用方式中,最主要的有三种:光电效应、康普顿效应、电子对效应,其中当中能γ射线和低Z吸收物质相互作用时以光电效应为主,只有当光子能量大于 1.02 Mev时,才可能产生电子对效应。
10、在微波频率测量时,旋转频率计的测微头,当频率计与被测频率谐振时,将出现吸收峰,反映在检波指示器上是跌落点,选频放大器使用时,在输入被测电压前需调整调零旋钮,使表头无信号输入时指示为零,在被测电压接入后,需要仔细调整频率细调旋钮,使其仪器指示最大。
二、简答(述)题(每题6分,同学根据平时选做实验从中选5小题,满分30)★★★1、在CT实验结束时,为什么一定要调高压为零后才能关闭电源?答:防止下次开机时,由于电压过高击穿仪器。
★★2、简述典型微波基本参量测量系统的组成部分。
答:固态信号源、隔离器、衰减器、频率计、检流计(示波器)、功率计、测量线、常用波导元件、选频放大器。
3、简述人们通常划分的5个真空区域。
答:粗真空:760—10托;低真空:10—10的负3次托;高真空:10的负3次—10的负8次托;超高真空:10的负8次—10的负12次;极高真空:<10的负12次托。
4、简述电离规测量高真空的原理及实验中的注意事项。
答:原理:灯丝通电发热→发射电子→经栅极正偏压加速→与栅极和阴极之间的气体分子碰撞使分子电离→电子被栅极吸收,形成栅极电流,正离子被阴极和板极间的电压加速而飞向板极形成板极电流,它的大小取决于气体浓度。
注意事项:实验中气压降至0.1Pa以下方可打开它,同时是第一个关闭的仪器。
5、确定光电峰净面积的方法有很多,原则上分为两类,即计数相加法和函数拟合法,请按照本底扣除和边界道选取方法的不同,对计数相加法进行简要分类。
答:全峰面积法,Covell法,wasson法。
6、简要回答相关器的输出跟什么因素有关?答:当参考信号为方波时,输出与待测信号的幅度es(s为下标)成正比,也与两信号的相差φ成正比。
当参考信号为同频正弦波时,相关函数与两信号幅度的乘积成正比,同它们之间的相差余弦cosφ成正比。
7、测NaI(TI)单晶γ谱仪的线性的意义是什么?答:能量的线性就是输出的脉冲幅度与带电粒子的能量的线性关系。
8、简述如何通过实验确定未知γ源的能量?答:NaI单晶在荧光输出为150KeV<Er<6MeV的范围内和射线能量是成正比的,必须利用一组已知的能量γ射线,分别测出它们的光电位峰,作出能量- 幅度曲线,对于未知能量射线由谱仪测出脉冲幅度后,利用这种曲线就可以求出射线能量。
9、简述从物理现象看,5个不同真空区域气体分子运动的基本特征。
答:①粗真空以分子相互碰撞为主;②低真空则是分子相互碰撞和与器壁碰撞不相上下;③高真空时以分子与器壁碰撞为主;④超高真空时分子与器壁的碰撞次数已经很少了,形成一个单分子层的时间已经达到以分钟计;⑤极高真空时分子数已很稀少,统计涨落现象比较严重,经典统计规律已产生偏差。
10、简要回答锁相放大器的三个动态特性参量及其相互关系。
答:输入总动态范围=动态储备+输出动态范围。
输入总动态范围一般取决于前置放大器的输入端噪声及输出直流漂移。
噪声大时增大动态储备,噪声小时,可增大输出动态范围。
11、简要回答相关器的输出的特点。
答:ω=w R时(为正弦波)输出的直流电压与相位φ成cosφ关系,奇次谐波能通过并抑制偶次谐波,各奇次谐波的响应为波f的,当ω=w R时(为方波)则相关器为相敏检波器,输出直流电压和信号与参考信号间的相移量成线性关系。
12、简述波导波长测量方法。
答:先将测量线终端接短路片,移动探针位置,两个相邻波节之间的距离即为波导波长。
亦即测极小点附近两点的坐标,然后取两坐标的平均值,计算公式为。
13、简述“真空获得”实验过程中,一种与你原来想象不一样物理现象,简要分析原因。
答:三、问答(论述)题(每题10分,同学根据平时选做实验从中选5小题,满分50分)1、试述油扩散泵的工作原理,并说明使用过程中的注意事项及原因。
答:原理:在0.67Pa的真空下,加热电炉将扩散泵油加热到沸腾温度,产生大量油气,经导管高速喷出,把气体一起带着喷向下面,到下面后,油气被冷凝重新变成油,流到蒸发器,并释放夹带的气体,气体被机械泵抽走,而油重新加热,如此反复,实现连续抽气的目的。
注意事项:在使用中,关机前需断开扩散泵开关,冷却水冷却20分钟再关掉抽气泵。
原因:如果高温状态的油气遇到大量空气就会被氧化,损害仪器,且油更换非常麻烦。
2、简述NaI(TI)单晶γ谱仪记录γ光子的过程?答:射线与闪烁体相作用,使其电离激发而发射荧光,从中出来的光子与光电倍增管的光阴极发生光电效应而击出光电子,光电子在管中倍增,形成电子流,并在阴极负载上产生电信号,此信号被电子仪器记录和分析。
3、右图是某次实验的CT扫描结果,从横截面图可以看出,比较简单地字如“工”、“C”和“T”这三个字很清楚,但笔划比较复杂的“业”却有一些问题,即“业”字左右两撇和相邻的两竖均有连接现象,而且“业”字的两竖之间也有连接现象,请对造成这一现象的原因进行分析。
答:分辨率设置低,扫描时间不够长,吸收不彻底。
4、锁相放大器为什么可以检测微弱信号?答:因为锁相放大器利用待测信号和参考信号的相互检测原理实现对信号的窄带化处理,有效抑制了噪声,从而可以检测微弱信号。
5、试述一种获得高真空的仪器组合,并说明一般操作规程。
答:机械泵、油扩散泵、热偶真空计、电离真空计。
依次打开冷却水,电源开关,机械泵,热偶真空计,加热油扩散泵,预热40分钟后,利用三通阀确定真空室与储气瓶的气压下降至6.7Pa以下后,打开高真空碟阀,待真空室气压下降至0.1Pa 以下后打开电离真空计测量数据,测量完毕后先关闭电离真空计,按照打开的逆顺序依次关闭各开关,最后等热量散去后再关闭冷却水。
6、在测量大驻波比时采用二倍最小值法的原因。
答:由于波腹、波节相差很大,检波晶体的检波特性已不满足平方律。
7、试述弱信号处理的基本思路和基本方法。
答:基本思路:将噪声和干扰去掉,只保留信号本身。
基本方法:①同步积累;②相关接受;③匹配滤波器。
8、什么叫γ吸收?为什么说γ射线通过物质时无射程概念?谈谈对γ射线与物质相互作用机制的认识。
答:窄束γ射线穿过物质时,由于三种效应,其强度会减弱,这种现象叫γ射线的吸收。
γ射线通过物质时,强度逐渐减弱,按指数规律衰减,不与物质发生相互作用的光子,穿过吸收层,其能量保持不变,因而没有射程概念。
γ射线与物质的相互作用只需发生一次碰撞,就有一次大的能量转移,不同于带电粒子穿过物质时,经过多次小能量转移来损失它的能量。
9、在测量大驻波比时,我们采用什么方法?为什么要采用这种方法?答:二倍最小值法。
由于波腹、波节相差很大,检波晶体的检波特性已不满足平方律。
★★10、若放射源强度为10mCi,且铝材料的半吸收厚度为0.78cm,试计算当该射线通过一厚度为5cm(4cm)的铝片时其强度为多少?答:11、已知某次实验的数据结果如下:高压:698V;放大倍数:0.3能量(Mev) 1.33 1.17 0.66道数(ch) 205 180 100试用最小二乘法求出E-CH的拟合直线方程。