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-====== X射线实验--X射线的透视与NaCl晶体的结构分析(805B) =====+====== X射线实验--X射线的透视与NaCl晶体的结构分析(226-232) =====
                           
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-===== 实验视频 =====+===== 实验讲解和视频 =====
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 +{{:course:platform:805b:x射线实验讲解2018.pptx|}}
  * [[2b|“X射线实验--X射线的透视与NaCl晶体的结构分析”原理讲解]]   * [[2b|“X射线实验--X射线的透视与NaCl晶体的结构分析”原理讲解]]
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===== 实验目的、意义和要求 ===== ===== 实验目的、意义和要求 =====
-  * 本实验采用德国莱宝教具公司的X射线实验仪,通过对样品的透视观察和NaCl单晶衍射等实验,从而了解X射线的产生、特性及应用。   +  - 加深对X射线谱的理解,了解管电压和管电流对X射线谱的影响; 
-  * 加深对X射线谱的理解,了解管电压和管电流对X射线谱的影响; +  - 观察X射线荧光透视影像,研究材料对X射线的吸收特性; 
-  * 观察X射线荧光透视影像,研究材料对X射线的吸收特性; +  - 掌握测角器零点的调校方法,测量NaCl单晶的布拉格衍射曲线并计算晶面间距; 
-  * 掌握测角器零点的调校方法,测量NaCl单晶的布拉格衍射曲线并计算晶面间距,考察短波极限和管电压的关系。+  - 考察管电压和管电流对衍射曲线的影响,验证短波极限和管电压的关系。 
===== 实验前应回答的问题 ===== ===== 实验前应回答的问题 =====
-  * X射线管中产生X射线的几个基本条件是什么?X射线管的阳极为什么要散热? +    - 连续X射线谱和特征X射线谱的产生机制有什么不同?增加管电压,这两种X射线谱各有什么变化?增加管电流,这两种X射线谱各有什么变化? 
- * 简述X射线谱的物理机制。改变管电压和管电流,连续X射线谱和特征X射线谱分别会有什么变化? +   - 图2所示钼的X射线谱中,特征谱Kα的光子能量小于Kβ,但Kα峰比Kβ峰高出很多,这是为什么? 
- * 钼的X射线谱中,特征谱K<sub>α</sub>的光子能量小于K<sub>β</sub>,但K<sub>α</sub>峰比K<sub>β</sub>峰高出很多,这是为什么? +   - 管电压U为35kV时,X射线管发出的连续X射线的最短波长λmin是多少?(h=6.626×10-34J·S) 
-  * 管电压U为35kV时,X射线管发出的连续X射线的最短波长λmin是多少?(h=6.63×10-34J·S) +   - 材料的哪些因素会影响其在荧光屏上X射线透视影像的亮度?如果两个样品的X射线荧光像亮度一致(入射到样品上的X射线相同),是否可 以判断它们为同种材料?为什么? 
- * 有哪些因素会影响荧光屏上X射线透视影像的亮度?如果两个样品的X射线荧光像亮度一致,是否可以判断它们为同种材料?为什么? +   - 管电压对X射线透视影像的对比度(即影像各部分的明暗差异程度)有什么影响? 
- * 改变管电压和管电流,荧光屏上的X射线透视影像会如何变化?为什么? +   - 简述测角器零点调校的基本原理。 
- * 简述测角器零点调校的基本原理。 +   - X射线实验仪的靶台和传感器有几种转动模式?测量衍射曲线时应采用哪种模式?为什么? 
- * X射线实验仪的靶台和传感器有几种转动模式?测量衍射曲线时应采用那种模式?为什么? +   - 最短波长为0.0355nm的X射线,以15.0度的入射角射入晶面间距离为0.283nm的晶体,有哪些波长能获得极大的反射?写出相应的衍射级次。 
- * 简述晶体的衍射曲线测量原理,晶体是否能将所有入射的X射线都反射出去?为什么?决定衍射级次k的因素是什么? +    - X射线管的阳极为什么要散热? 
-  * 晶体衍射曲线的测量中,每次测量的持续时间是不是越大越好?为什么?+    - 增加每次测量的持续时间,晶体衍射曲线会有什么变化?如何选取适合的测量时间? 
 + 
 +===== 实验中要注意的或可能遇到的问题 =====
 +  * 不能打开高压,可能的原因是什么?
 +  * 看不到样品的透视影像,可能的原因是什么?
 +  * 怎样通过透视影像的亮度,来判断材料对X射线的吸收?材料对X射线的吸收和哪些因素有关?
 +  * 用X射线探查物品内部结构时,需要注意什么问题?
 +  * 如何通过晶体的衍射曲线判断测角器的零点是否正确?
 +  * 测量得到的晶体衍射曲线里,为何会出现峰被斜切左右不对称的现象?  实验中采用什么措施来解决该问题?
 +  * 衍射曲线的起始处是弯曲上升的,如何确定衍射曲线的起点?
 +  * 改变管压对衍射曲线带来的影响,和改变管流有什么共同之处?又有什么不同的地方?
- 
-===== 实验中要注意的或可能遇到的问题 ===== 
-  * 看不到样品的透视影像,可能的原因是什么? 
-  * 透视影像的明暗和材料对X射线的吸收之间有怎样的关系? 
-  * 如何通过透视影像的亮度、对比度的变化,来分析管压和管流对X射线发射谱的影响? 
-  * 如何通过晶体的衍射曲线判断测角器的零点是否正确? 
-  * 测量得到的晶体衍射曲线里,为何会出现峰被斜切左右不对称的现象?   
-  * 为何不直接由衍射曲线上的各峰值对应的靶台读数来计算NaCl的晶面间距?怎样用软件在寻找峰位的读数? 
-  * 衍射曲线的起始处是弯曲上升的,应如何确定衍射曲线的起点? 
-  * 随着管压变化,衍射曲线的主要特征(起点,峰位置,强度)如何变化?注意特征峰出现的条件。 
-  * 随着管流变化,衍射曲线的主要特征(起点,峰位置,强度)如何变化? 
行 69: 行 71:
  * 观察材料对X射线的吸收。   * 观察材料对X射线的吸收。
  * 观察X射线透视像。   * 观察X射线透视像。
-  * 调校仪器零点。+  * 调校测角器零点。
  * 测定NaCl晶体的衍射曲线。   * 测定NaCl晶体的衍射曲线。
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===== 实验步骤 ===== ===== 实验步骤 =====
-  * **(一)观察材料对X射线的吸收(荧光较弱,在暗室中进行观察)** +  * **(一)观察材料对X射线的吸收(荧光较弱,在暗室中进行观察)** 
-1、打开仪器左侧下方的电源开关,液晶显示区B1有数据显示。+1. 开机:打开X射线实验仪左侧下方的电源开关,液晶显示区B1有数据显示。
-2、卸下准直器和靶台,转动传感器至不遮挡X射线射向荧光屏。设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA,并取下荧光屏防护罩。+2. 清理光路:卸下实验区内的准直器和靶台,转动传感器至不遮挡X射线射向荧光屏,并取下荧光屏防护罩。  
 +  * 组合样品1:四块样品厚度相同,材料分别为铜、铝、塑料、有机玻璃。 
 +  * 组合样品2:有铜、铝、泡棉三种材料,每种材料有四块厚度依次增加的样品。 
 +  * 组合样品3:三个外观相同的盒子外壳材料分别为铜合金、铝和纸,盒子上的编号随机,三个盒子内放置的物品相同。
-3、打开铅玻璃门,将样品组合1(样品材料不同、厚度相同)放在荧光屏前,关好铅玻璃门。打开高压,观察荧光屏上各个样品影像的亮度,比较它们的吸收系数。关闭高压+3. 研究材料的性质对X射线吸收的影响。 
 +  * 打开铅玻璃门,将组合样品1放在荧光屏前,关好铅玻璃门。 
 +  * 设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA。打开高压,观察荧光屏上各个样品影像的亮度。 
 +  * 通过影像亮度,比较不同材料的吸收系数。关闭高压
-4、将样品组合2(三种材料,每种材料有厚度不同的样品)放在荧光屏前。打开高压,观察荧光屏各个样品影像的亮度,哪种材料的影像亮度随厚度变化明显?X射线吸收和材料厚度有什么样的关系?关闭高压 +4. 研究材料的厚度对X射线吸收的影响。 
- + * 将组合样品2放在荧光屏前。打开高压,观察荧光屏上各个样品影像的亮度。 
-5、将样品组合3(盒子外壳材料不同,内部放置样品相同)放在荧光屏前。打开高压,荧光屏上能看到哪个盒子里的样品?盒子的材料分别是什么?关闭高压+ * 哪种材料的影像亮度随厚度变化明显?选定该材料来研究材料厚度对吸收的影响。 
 +  * X射线吸收和材料厚度有什么样的关系?关闭高压
 +5. 研究外壳材料对X射线透视像的影响。
 +  * 将组合样品3放在荧光屏前。打开高压,观察荧光屏上不同材料盒子里的物品影像。
 +  * 荧光屏上能看到哪些编号盒子里的样品?将盒子编号和材料一一对应,哪种材料的盒子内物品看得最清楚?关闭高压
  * **(二)观察X射线透视像(荧光较弱,在暗室中进行观察)**   * **(二)观察X射线透视像(荧光较弱,在暗室中进行观察)**
-1、将样品(手电筒、计算器、笔袋等)放在荧光屏前,打开高压,观察荧光屏上样品的影像。+1. 观察X射线透视像: 
 +  * 将几种内部有结构的样品(手电筒、计算器、笔袋等)分别放在荧光屏前,打开高压,观察并记录荧光屏上样品影像的主要特征。
-2、管流固定为1.00mA,将管压从35.0kV慢慢降低到零,荧光屏的亮度如何变化?样品影像的亮度如何变化?影像的对比度如何变化?+2. 研究管压对透视像的影响: 
 +  * 管流固定为1.00mA,将管压从35.0kV慢慢降低,观察并记录样品影像亮度的变化情况。 
 +  * 怎用通过影像的对比度来分析内部结构?观察并记录样品影像对比度随管压的变化情况?     
 +***记录时应指明哪个管压区间变化较慢(或较快),能看见影像的管压阈值是多少?***
-3、管压固定为35.0kV,将管流从1.00mA慢慢降低到零,荧光屏的亮度如何变化?样品影像的亮度如何变化?影像的对比度如何变化?关闭高压+3. 研究管流对透视像的影响: 
 +  * 管压固定为35.0kV,将管流从1.00mA慢慢降低,观察并记录样品影像亮度的变化情况。 
 +  * 观察并记录样品影像对比度随管流的变化情况?关闭高压 
 +  * 管流对透视像的影响和管压有何异同之处? 
 +***记录时应指明哪个管流区间变化较慢(或较快),能看见影像的管流阈值是多少?***
 +  * **(三)调校仪器零点**    理解补充讲义中测角器零点的调校原理。
 +1. 调校准备:
 +  * 在X射线管的出口处装上准直器,在靶台上安放NaCl晶体,按下“ZERO”键,使靶台和传感器转至零点(测角器读数为零)。
 +  * 打开计算机,双击“X-ray Apparatus”图标,在菜单栏上选择“Bragg”,即可出现测量界面。
-  * **(三)调校仪器零点** +2. 自动扫描衍射曲线,并判断测角器零点是否正确: 
-1、在X射线管的出口处装上准直器,在靶台上安放NaCl晶体,按下“ZERO”键,使靶台和传感器转至零点(测角器读数为零)。打开计算机,双击“X-ray Apparatus”图标,在菜单栏上选择“Bragg”,即可出现测量界面。设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA。+ * 设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA。设置角步幅Δβ =0.1°,测量时间Δt=1s,通过β-LIMIT键设置β 的扫描范围为3~10°(看到第一级衍射峰即可)。选择COUPLED模式,按下SCAN键,仪器将自动加高压并扫描NaCl晶体的衍射曲线。 
 +  * 观察并记录:衍射曲线上是否能看到Kα和Kβ特征衍射峰?Kα 衍射峰的位置是否为7.2°?Kα衍射峰的计数率是否超过1500/s? 
 +  * 如果以上三项观察结果皆为“是”,则表明靶台和传感器的测角器零点正确。只要有任意一项观察结果为“否”,就需要对测角器的零点进行手动调校。
-2、 自动扫描判断测角器零点是否正确 +3.手动调节,探测Kα 衍射峰: 
-  * 设置角步幅Δβ=0.1°,测量时间Δt=1s,通过β-LIMIT键设置β的扫描范围为3~10°。选择COUPLED模式,按下SCAN键,仪器将自动加高压并扫描NaCl晶体的衍射曲线。 +  * 粗调:按下“ZERO”键使靶台和传感器回到零点,打开高压 ,在COUPLED模式下,手动调节靶台位置,从零开始逐渐增大入射角,同时观察液晶屏上计数率的变化情况,当靶台转至计数率达到最大值时停下。 
-  * 衍射曲线上是否能看到K<sub>α</sub>和K<sub>β</sub>特征衍射峰?K<sub>α</sub>衍射峰的位置是否为7.2°?K<sub>α</sub>衍射峰的计数率是否超过1500/s?靶台和传感器的测角器零点是否正确? +  * 此时最大计数率数值可能较小,但表明靶台和传感器已经接近能探测到Kα 衍射峰的位置。 
- +  * 微调:选择TARGET模式只转动靶台,略微左右调整靶台位置使得计数率达到最大;再选择SENSOR模式只转动传感器,略微左右调整传感器位置使得计数率最大;重复以上步骤一到两次。 
-3、手动调节探测K<sub>α</sub>衍射峰 +  * 此时达到的最大计数率应在1500/s以上,特征峰Kα在晶面上能获得最大反射,传感器也位于特征谱Kα的反射方向。记录靶台的位置读数(β1)、传感器的位置读数(β2)和最大计数率R。 
-  * 按下“ZERO”键使靶台和传感器转至零点,打开高压,在COUPLED模式下,慢慢转动调节旋钮,手动调节靶台位置,从零开始逐渐增大入射角,观察液晶屏上计数率的变化情况,探测到K<sub>α</sub>衍射峰时计数率达到最大值。 + 判断靶台和传感器的零点位置分别和水平方向有什么样的偏离?
-  * 在TARGET转动模式下,略微左右调整靶台位置使得计数率达到最大;再在SENSOR转动模式下,略微左右调整传感器位置使得计数率最大。此时计数率应达到1500/s以上,特征峰K<sub>α</sub>在晶面上获得最大反射,传感器也位于K<sub>α</sub>的反射方向。 +
- * 记录靶台的位置读数(β<sub>1</sub>)、传感器的位置读数(β<sub>2</sub>)和计数率R。由此判断靶台和传感器的零点位置分别和水平方向有什么样的偏离? +
- +
-4、测角器零点调校 +
-  * 探测到K<sub>α</sub>衍射峰后,在COUPLED模式下,将靶台反向转动7.2°(传感器也会相应转动,转了多少角度?),此时靶台和传感器的读数分别是多少?靶台和传感器是否水平? +
-  * 若是,则同时按下TARGET、COUPLED和β-LIMIT三键,将处于水平状态的靶台和传感器的测角器读数清为零。 关闭高压。“三键齐按清零”前需请老师检查。+
 +4. 测角器零点的确定:
 +  * 探测到Kα 衍射峰后,在COUPLED模式下,将靶台反向转动7.2°(传感器也会相应反向转动,转了多少角度?),此时靶台和传感器均达到水平状态。
 +  * 记录靶台和传感器的读数,和预期的判断作比较。
 +  * 同时按下TARGET、COUPLED和β-LIMIT三键,将靶台和传感器的测角器为零。
 +      关闭高压            “三键齐按清零”前需请老师检查。
  * **(四)测量NaCl晶体的衍射曲线**   * **(四)测量NaCl晶体的衍射曲线**
-1、设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA,测量时间Δt=2~3s,角步幅Δβ =0.1°,β的扫描范围为3~25°。在COUPLED模式下扫描NaCl晶体的衍射曲线,手工描绘测得的衍射曲线,并标出曲线上短波极限的位置、K<sub>α</sub>和K<sub>β</sub>衍射峰及其级次。+1. 自动扫描和手工绘制衍射曲线: 
 +  * 设置管压U=35.0kV,管流I=1.00mA,测量时间Δt=2~3s,角步幅Δβ =0.1°,β的扫描范围为3~25°。在COUPLED模式下扫描NaCl晶体的衍射曲线。 
 +  * 手工画出测得的衍射曲线,并标出曲线上短波极限的位置、Kα 和Kβ衍射峰及其级次。
  * 衍射曲线快速绘图技巧:   * 衍射曲线快速绘图技巧:
  * 建立R-β坐标,先标出三对特征峰的位置和高度,用直尺画出尖锐的峰;   * 建立R-β坐标,先标出三对特征峰的位置和高度,用直尺画出尖锐的峰;
  * 从短波极限位置处开始描绘连续谱部分,衍射曲线的波动不必画出,平滑曲线即可。   * 从短波极限位置处开始描绘连续谱部分,衍射曲线的波动不必画出,平滑曲线即可。
-2、 鼠标右击衍射曲线,跳出功能菜单,选择【Calculate Peak Center】,读出K<sub>α</sub>和K<sub>β</sub>衍射峰的位置(k=1,2),计算NaCl晶体的晶面间距d,并验证布拉格公式。 +2. 对衍射曲线进行测量和计算: 
-在功能菜单中选择【Calculate Best-fit Straight Line】,读出短波极限所在的位置βmin,计算短波极限λmin。 +  * 鼠标右击衍射曲线,跳出功能菜单,选择【Calculate Peak Center】,读出Kα 和Kβ衍射峰的位置(即入射角β)(k=1,2)。 
- +  * 通过不同衍射峰在不同级次下的入射角,分别计算NaCl晶体的晶面间距d,取平均作为测量结果,和标准值比较并计算相对误差。 
-3、将β的扫描范围改变为3°~9°,测量时间Δt设为1s,可快速扫得含有第一级特征峰的衍射曲线。 +  * 布拉格公式是如何得到验证的? 
-  * 保持管流I=1.00mA,扫描不同管压(17.0、21.5、26.0、30.5、35.0)kV下的衍射曲线。衍射曲线强度随着管压的增加是如何变化的?特征峰是否始终出现?短波极限和特征峰的位置是否变化?(改变管压时,不要清除之前的衍射曲线,便于观察衍射曲线的变化规律。)记录各管压下短波极限所在的位置βmin,验证短波极限λmin和管压的反比关系。 +  * 在功能菜单中选择【Calculate Best-fit Straight Line】,读出短波极限所在的位置βmin,计算短波极限λmin。
-  * 保持管压U=35.0kV,扫描不同管流(0.20、0.40、0.60、0.80、1.00)mA下的衍射曲线。衍射曲线强度随着管流的增加是如何变化的?特征峰是否始终出现?短波极限和特征峰的位置是否变化?(改变管压时,不要清除之前的衍射曲线,便于观察衍射曲线的变化规律。) +
-  * 取下NaCl晶体,放回干燥缸,关闭X射线实验仪和计算机电源。 +
- +
 +3. 研究管压对衍射曲线的影响:
 +  * 将β的扫描范围改变为3°~9°,测量时间Δt设为1s,就可以快速扫得含有第一级特征峰的衍射曲线。
 +  * 保持管流I=1.00mA,扫描不同管压(17.0、21.5、26.0、30.5、35.0)kV下的衍射曲线。
 +(改变管压时,不要清除之前的衍射曲线,便于观察衍射曲线的变化规律。)
 +  * 观察并记录:随着管压的增加,衍射曲线强度如何变化?特征峰是否始终出现?特征峰的位置是否变化?短波极限如何变化?         
 +  * 测量各管压下短波极限所在位置βmin,并计算相应的短波极限λmin。
 +  * 验证短波极限λmin和管压的反比关系。
 +
 +4. 研究管流对衍射曲线的影响:                             
 +  * 保持管压U=35.0kV,扫描不同管流(0.20、0.60、1.00)mA下的衍射曲线。
 +(改变管流时,不要清除之前的衍射曲线,便于观察衍射曲线的变化规律。)
 +  * 观察并记录:随着管流的增加,衍射曲线强度如何变化?特征峰是否始终出现?特征峰的位置是否变化?短波极限如何变化?
 +  * 管流对衍射曲线的影响和管压有何不同?
 +     
 +取下NaCl晶体,放回干燥缸,关闭X射线实验仪和计算机电源。
===== 实验注意事项 ===== ===== 实验注意事项 =====
行 133: 行 171:
  - 实验使用的NaCl晶体价格昂贵、易碎、易潮解,应采取相应保护措施:置于干燥器中、使用时要用手套、只接触晶体片的边缘,不碰它的表面、轻拿轻放。   - 实验使用的NaCl晶体价格昂贵、易碎、易潮解,应采取相应保护措施:置于干燥器中、使用时要用手套、只接触晶体片的边缘,不碰它的表面、轻拿轻放。
  - 由于X光管温度很高,寿命有限,当不进行实验或数据处理时,应及时关掉仪器,延长仪器使用寿命。   - 由于X光管温度很高,寿命有限,当不进行实验或数据处理时,应及时关掉仪器,延长仪器使用寿命。
- 
===== 实验报告要求 ===== ===== 实验报告要求 =====
-** * 实验前:**  +===实验前完成预习报告 === 
-  - 完成预习报告:实验目的、完成实验前应回答的问题(不抄题,表述要完整)、实验内容(明确每个步骤的观察目标或者测量目标,突出操作要点和应思考的问题)+  * 实验目的 
 +  * 完成实验前应回答的问题(不抄题,表述要完整) 
 +  * 实验内容(明确每个步骤的观察目标或者测量目标,突出操作要点和应思考的问题) 
 + 
 +=== 一、材料对X射线的吸收研究 ===
** * 实验中:** ** * 实验中:**
-  - 记录实验仪器的规格和型号。 +  - 样品1中不同样品的亮度情况。(用明暗文字表示,或0-5之间数值表示) 
-  - 记录影像的亮度时,可以定性说明(如很亮,较亮,较暗,很暗等),也可以半定量记录(如用灰度表示,灰度值范围取0-5或者0-10),理解对比度的定义。 +  - 样品2中不同样品、不同厚度的亮度情况。(明暗或数值表示) 
-  - 记录管压或者管流对影像亮度或对比度影响的时候,要注意变化规律的变化,明确哪个管压(管流)范围亮度(或对比度)变化较快,哪个范围管压(管流)范围亮度(或对比度)变化较慢,哪个范围不能观察到影像。 +  - 样品3中不同盒子的影像情况。 
-  - 手工绘出NaCl晶体的衍射曲线时,应抓住谱线的主要特征,先画出三对尖锐的特征峰,再平滑的连续谱将特征峰连接起来。 +   
-  - 改变管压和管流观察衍射曲线时,要注意衍射曲线中几个特征的变化规律有何不同。+** * 实验后:** 
 +  - 样品1中不同样品的亮度情况。(用明暗文字表示,或0-5之间数值表示) 
 +  - 样品2中不同样品、不同厚度的亮度情况。(明暗或数值表示) 
 +  - 样品3中不同盒子的影像情况。 
 +  
 +=== 二、X射线的透视研究 ===
 +** * 实验中:**
 +  - 样品1中不同样品的亮度情况。(用明暗文字表示,或0-5之间数值表示)
 +  - 样品2中不同样品、不同厚度的亮度情况。(明暗或数值表示)
 +  - 样品3中不同盒子的影像情况。
 + 
** * 实验后:** ** * 实验后:**
-  - 分析影像亮度变化和对比度变化的原因。 +  - 通过吸收差异来分析成像的过程。 
-  - 分析管压和管流的变化,对X射线发射谱是如何影响的,对影像的亮度和对比度又是如何影响的。 +  - 解释管压影响亮度和对比度的机制。 
-  - 标出衍射曲线中连续谱所对应部分及短波极限对应位置,标出出特征谱Kα和Kβ所对应位置及其衍射级次 +  - 解释管流影响亮度和对比度的机制。
-  - 分析管压和管流对衍射曲线的影响机制 +
-  - 计算NaCl晶体的晶面间距,验证布拉格公式 +
-  - 验证λmin和管压的反比关系,和理论做比较+
-**  * 在规定时间内将报告交至指定信箱。**+=== 三、调校测角器零点 ===
 +** * 实验中:**
 +  - .粗扫衍射曲线是否有两个衍射峰,Kβ峰的位置是否为7.2°,计数率是否超过1500/s。判断是否要手工调零。
 +  - 找到Kβ峰时,靶台读数(β1)、传感器读数(β2)和最大计数率R。
 +  - 分析靶台/传感器的零点和水平方向的偏离。靶台/传感器转到水平时的读数。三键齐按清零。
 + 
 +** * 实验后:**
 +  - 实验中记录各种读数和判断即可,课后将表述补充完整。
 +  - 分析三种转动模式的作用。
 +  - 如果换了其它晶体调零,有什么不同?
 +
 +四、测量NaCl晶体的衍射曲线
 +
 +** * 实验中:**
 +  - 手工绘制衍射曲线。
 +  - 读出k=1,2衍射峰的位置(共四个),读出短波极限所在的位置βmin。
 +  - 随着管压增加,衍射曲线强度如何变化、特征峰是否一直出现、特征峰位置是否变化,短波极限如何变化。记下各管压下短波极限的位置。
 +  - 随着管流的增加,衍射曲线强度如何变化、特征峰是否一直出现、特征峰位置是否变化,短波极限如何变化。
 +
 + 
 +** * 实验后:**
 +  - 标出短波极限、特征峰和衍射级次。
 +  - 计算四个d,取平均作为测量结果,计算相对误差。计算短波极限。布拉格公式是如何得到验证的?
 +  - 解释管压对衍射曲线的影响机制。计算各短波极限,验证和管压的反比。推断打掉钼K层电子所需管压条件。
 +  - 解释管流对衍射曲线的影响机制。
 +
 +
 +**  * 在规定时间内将报告交至指定信箱。**
===== 参考书籍与材料 ===== ===== 参考书籍与材料 =====
行 166: 行 241:
===== 实验讨论区(欢迎同学积极参与讨论,也希望能提出更多的问题)===== ===== 实验讨论区(欢迎同学积极参与讨论,也希望能提出更多的问题)=====
-  * **实验中你都记录了什么?** +  * ** 你在本实验中学到了哪些实验方法?你知道本实验方法在现代科技中的应用吗?**  
-  * **你是如何设计本实验的数据表格的?** +  * ** 对于实验中观察到的荧光影像,可以用哪些参数来评判图像质量?** 
-  * **你了解本实验的历史背景及意义吗?** +  * ** 你是怎样通过实验现象来理解钼的X射线谱的?** 
-  * **本实验方法对你有什么启发?你知道类似的实验方法在其它方面的应用吗?** +  * ** 如果仪器的零点偏差太多,你首先应该怎么做?** 
-  * **做完本实验,你有什么收获呢?你有什么心得可以大家分享吗?** +  * ** 如果你想获得单色X光,有什么方法?** 
-  * **你希望我们的教学再做些什么改进呢?** +  * ** 做完本实验,你有什么收获呢?你有什么心得可以大家分享吗?** 
-  * **如果让你对本实验打分(100分满分),你会给本实验打几分?**+  * ** 你希望我们的教学再做些什么改进呢?**
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>仔细去观察曲线与横坐标的交点附近形态,及其形成原因。我们考虑的能够反射极大的波长,在其附近很小的波长范围内,都能有较大的反射,所以衍射曲线的起始处是一小段逐渐增加的区域,但我们需要的是找到反射极大的点。 --- //符维娟 2018/06/11 11:56// >仔细去观察曲线与横坐标的交点附近形态,及其形成原因。我们考虑的能够反射极大的波长,在其附近很小的波长范围内,都能有较大的反射,所以衍射曲线的起始处是一小段逐渐增加的区域,但我们需要的是找到反射极大的点。 --- //符维娟 2018/06/11 11:56//
8、老师您好,在测量Nacl晶体的衍射曲线过程中,当保持管流不变,扫描不同电压,发现当管压为21.5v时,第一级的kβ消失,17.0v时,特征峰都消失了,但在改变管流却不存在这种现象,请问这是为什么呢?  --- //徐慧琳 2018/06/12 22:36// 8、老师您好,在测量Nacl晶体的衍射曲线过程中,当保持管流不变,扫描不同电压,发现当管压为21.5v时,第一级的kβ消失,17.0v时,特征峰都消失了,但在改变管流却不存在这种现象,请问这是为什么呢?  --- //徐慧琳 2018/06/12 22:36//
 +>去看看特征谱产生的条件,需要把钼原子的K层电子打出去,实验现象给了我们信息,就是管压达到多大,电子动能达到多大,才可以把K层电子打掉。由此,我们也可以估计K层电子结合能,即把K层电子打出去的最小能量。 --- //符维娟 2018/06/25 10:53//
   
 
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