G-M计数器特性研究
- 实验室：物理楼145-147室。
实验目的
- 学习并掌握G-M计数器的工作原理；
- 探究采样电阻、电源电压对G-M技术管输出脉冲幅度、宽度的影响；
- 探究放大、微分、积分过程对脉冲特性的影响；
- 探究辐射计数的统计规律；
实验内容
- 设置X光管的高压在15-16kV，电流不大于0.1mA，用示波器观察不同设置下的信号，可变的设置为：采样电阻、放大倍数、微分、积分、GM计数器上的高压；采样电阻对信号的影响可以放在最后来探究，特别关注采样电阻为1kΩ时的信号特征；
- 设置X光管合适的工作参数，在有、无微分条件下测量GM计数器的坪特性曲线；
- 固定X光管的高压，探究无微分、有微分两种情形下，X光强度随X光管工作电流的变化（X光管电压建议设为20kV左右），并由此得出两种情况下计数器的分辨时间（拟合公式请自己推导）；（注意：若出现了计数电路的输出随X光管工作电流的增大反而减小了，则应停止继续测量，并立刻减小X光管工作电流！）
- 固定X光管的电流，探究X光强度随高压的变化；
- 用示波器法测量G-M技术管的死时间；
- 探究辐射计数的统计规律：高计数、低计数下的统计规律和脉冲时间间隔的统计规律；
- 探究甄别阈值（在后面板调节）对分辨时间的影响。
参考资料
- 《近代物理实验补充讲义》之“GM计数器和核衰变的统计规律”——复旦大学物理教学实验中心
- 《原子核物理实验方法》（第三版）复旦大学等编，北京：原子能出版社，1997年，Page:88-98
- 《核物理实验》北京大学、复旦大学主编，北京：原子能出版社，1984年，Page:64-70
实验设备
- 莱宝X光机
- 多功能脉冲分析仪
- 数字示波器
- 控制电脑
拓展内容
- 用运放搭建微分、积分电路，探究电路特性随原件参数的变化。
- 基于目前的系统配置，自己编写软件，研究X光管发射光子序列的统计规律；
讨论区
- 欢迎做此实验的同学在此进行讨论。 — 乐永康 2012/11/29 10:55
用目前的“多功能脉冲分析仪”和GM管可以进行的实验有:
- 在条件不变下，记录读数涨落，观察涨落分布。
- 观察GM管输出脉冲波形，研究脉冲幅度和宽度的影响因素。
- 在小采样电阻的情况下，尝试根据波形推断管内的物理过程。
- 观察微分后的脉冲幅度分布。
- 利用示波器观察法得出GM计数管的死时间。
- 根据校正公式拟合出死时间，与示波器观察法比较。
- 调整脉冲触发阈值，比较不同阈值下拟合出的死时间、分辨时间。
- 比较不同微分档位下拟合出的死时间、分辨时间。
— 王烁 2012/12/07 14:52需要注意区分“死时间”和“分辨”时间的不同。 — 乐永康 2012/12/10 23:50