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1、 目录 实验背景； 实验目的； 实验原理； 实验装置； 实验内容。 1 2 3 4 5 实验背景 盖革的名字同一种在1913年发明的探测高能亚原 子粒子的仪器联系在一起，就是所谓的“盖革计数 器”。盖革计数器是一个装有气体的圆筒，上面加 有很高的电势，但是还没有高到能克服气体的电阻 将它击穿的地步。如果有一个高能亚原子粒子进入 圆筒，它将使其中气体的一个分子电离。新产生的 这个离子以很高的能量向阴极运动，途中通过碰撞 ，再使另外一些原子电离；这些电离的原子本身又 开始运动，再进一步电离其他原子。这就是说，圆 筒内的气体发生了一次“雪崩”电离过程。由于这 个过程，圆筒内的气体会通过一个瞬时电流，
2、它可 以被记录下来而发出一次咔嗒声。这种咔嗒声记录 的就是粒子进入圆筒的事件。本实验中用来测量射 线和射线的强度。 盖革（1882.9.30 1945.9.24 德国物 理学家） 实验目的 （1）了解盖革-弥勒计数器（G-M计数器） 的结构，工作原理和性能，掌握G-M计数器 的使用方法； （2）验证核衰变的统计规律，了解放射性 测量中统计误差的性质，掌握其表示方法。 实验原理 一、G-M计数器简介：G-M计数器由G-M计数管， 高压电源和定标器三部分组成，如图2-1-1所示。 用高压电源提供G-M计数管的工作电压，计数管在 射线作用下可以产生电脉冲，而定标器则用来记录 计数管所输出的脉冲数。
3、二、G-M计数管：G-M计数管按用途可分为计数管 （如图2-1-2a）和计数管（如图2-1-2b）。 首先抽真空，而后充入惰性气体和猝灭气体。 产生脉冲的机理，两极间加高电压，产生轴对称电场 ；射线使气体电离，电子加速向阳极移动，与气体分 子碰撞产生次级电子，进而链式这个过程，在阳极附 近产生“雪崩放电”。产生紫外光子，使全管放电。 正离子慢速移向阴极，如“正离子鞘”。整个计数 管如一个电容器，充放电使阳极产生负的电压脉冲 猝灭气体的作用，惰性气 体的正离子通过与猝灭气 体分子碰撞，逐渐被转换 成猝灭气体的正离子，这 些正离子在到达阴极之前 本身分解为小分子，而不 再打出电子，从而猝灭气体起到
4、了猝灭连续放电的 作用。 三、G-M计数管的性能：1、坪特性坪长、坪 坡度、阀电压，如右图 VA为阀电压，VB至VC 是坪区（雪崩放电，凡在 管内引起电离的粒子都能 被定标器记录下来），其 中VC-VB为坪长度，坪有 一定的坡度，坪坡度定义 为 2、死时间、恢复时间和分辨时间正离子鞘减弱 了阳极附近的电场，此时不能被记录，经过td时间 鞘运动到r0（距阳极），使电场刚好达到可以引起 雪崩放电，td为死时间；正离子鞘从r0运动到阴极的 时间tr称为恢复时间，此内，电场未完全恢复，脉冲 幅度较小。若时间后出现脉冲，则被称为分辨时 间。这些量可以由示波器测得，如图 实验装置 实验内容 （一）测量G-
5、M计数管的砰特性 首先连接好电路，置放射源于计数管适当位置。 根据计数管类型选择定标器选择定标器高压电源 输出电压档。将电压调节旋钮调至输出电压最低 位置。打开定标器电源开关，再打开高压开关， 使定标器处于计数状态。缓慢升高电压，找出阔 电压。按计数的相对标准误差约为2%选取计数时 间，此后每隔20伏测量一次计数，直至砰区终止 。测量结束后，将高压调至阔电压以下。画出曲 线，标出每个实验点的误差，中间原点计数N，上 下横N+ 和N- ，求出坪长度、坪坡度，确定阀 电压及适宜的工作电压范围。 （二）观察测量次数对计数率标准误差的影响 1、测量本底计数率（没有放射源存在时的计数率） 。根据砰曲线选
6、取工作电压，测量时间取1分钟共测5 次。分别求出每次的标准误差和相对标准误差。再求 出5次测量的平均计数率及其标准误差，相对标准误 差。将平均计数率的误差与单次计数率的误差比较， 并讨论之； 2、测5分钟本底计数。由测量值算出每分钟的本底计 数率及其标准误差，相对标准误差。将其结果与实验 （1）中结果做比较，并讨论之。 （四）验证核衰变所遵从的统计规律 利用本底计数验证泊松分布。根据本底计数率的大小 ，选定一个合适的时间，使得该时间的平均计数 在 35之间。以此时间为测量时间，重复测量300次以上 计算出实验中某一测量值出现的几率，画出泊松分 布的理论曲线。将两条曲线画在同一坐标纸上进行 比较。 注意事项： 1.放射性射线对人体有危害，开始实验前一定要阅 读实验室关于使用放射源的规定，并严格遵守； 2.计数管是低气压玻璃器件，易碎，要防止碰撞。 使用时工作电压要选取适当，严防出现连续放电现 象。
