phylab:gm计数器多功能脉冲分析仪.pdf
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盖革-穆勒计数管实验中的 多功能脉冲分析仪 校庆报告会物理实验专场 报告人：王烁 指导老师：乐永康 I.盖革-穆勒计数器原理 •盖革-‐穆勒（G-‐M）计数器 •气体分子电离 •雪崩电离过程 •电学脉冲 G-M计数器原理图 （引自维基百科） 2 II.利用X光探究G-M计数管特性 计数率 真实计数率n (/s) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 • 调整X光机的工作电流，获得不同辐 射强度下的G-‐M计数器计数结果。 • 在高辐射强度下，盖革计数管的计数 结果结果失真。 显示计数率 m (/s) 0.0 0.1 0.2 电流(mA ) 0.3 0.4 计数率 5000 4000 3000 2000 1000 0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 电流 I ( mA) 管端电压为417V下的计数结果 III.采样电路中的脉冲波形 • 脉冲的宽度与脉冲形成过程及采样电 路中的RC常数有关。 • 在强辐射下，脉冲间隔时间短，造成 脉冲的堆叠，造成漏计数。 弱辐射时的完整脉冲 强辐射时脉冲发生重叠 4 IV.多功能脉冲分析仪 • 引入微分电路，可以改善分析仪的 时间分辨，有效减少漏计数。 5 IV.多功能脉冲分析仪 GM Tube 6 IV.G-M脉冲分析仪的分辨时间 • 雪崩电离 • 阳离子鞘 • 屏蔽效应 • G-‐M计数管的死时间τd 8000 • G-‐M计数管的死时间τ分 7000 6000 • 实际计数率n与真计数率m之间 ? ? ? ?? ? ? ? ? n( /s) 的关系为: 5000 4000 3000 Equa/on 2000 Adj. R-‐Square 0.99992 Value 6.56*10-‐5 1.411*104 67 τ分 k b 1000 Error 0.04*10-‐5 0.005*104 0 0 0.0 0.2 0.4 0.6 X? ? ? ? ? ? I (mA) 0.8 1.0 7 V.基于多功能脉冲分析仪开发物理实验 • 脉冲分析仪可获得相邻脉冲间的 时间间隔信息，基于真实的物理 过程，开发了如下实验： 1. 验证相邻两个脉冲之间的时间间 隔满足负指数分布。 2. 验证计数率的泊松分布。 3. 设计真随机数发生器。 8 Thank you! Q&A 9