تحقیق توليد پرتو x 33 ص ( ورد)
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 22 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
2- توليد پرتو x
در اين مجموعة آزمايش، براش براگ پرتو x و ميکروموج از ساختارهاي تناوبي بررسي خواهد شد. در اينجا توضيحي کوتاه دربارة توليد پرتوي xاي که استفاده ميکنيم ارائه ميدهيم.
شکل زير طراحي از از لامپ پرتو x است.
الکترونها از کاتد داغ، گسيل گرمايوني ميشوند: اين کاتد داراي اختلاف پتانسيل زياد V با آند هدف است. در پي برخورد الکترونها به آند، پرتو x با توزيع شدت طيفي شبيه به آنچه که در شکل زير آمده گسيل مي‌شود.
اين طيف شامل دو بخش اساسي است.
طيف تابشي پوسته و پهن که تابش ترمزي خوانده مي‌شود و به علت کندشدن ناگهاني الکترونها پس از برخورد با آن به وجود ميآيد. طيف اين تابش از طول موج کمينة که طول موج فوتوني حامل همة انرژي جنبشي الکترون فرودي روي آند، شروع مي‌شود و با کاهش شدت تا طول موجهاي بلند (فوتونهاي کم انرژي) ادامه دارد. از نظر براش پرتو x ، اين بخش از تابش لامپ معمولاً به عنوان زمينه در نظر گرفته مي‌شود.
روي طيف پيوستة تابش ترمزي مجموعهاي از خطوط تقريباً تکفام پرتو x قرار دارد که بيانگر ساختار اتمي اتمهاي آند است. به چگونگي توليد اين تابش مشخصه در شکل زير اشاره شده است.
الکترون پر انرژي به آند برخورد مکند و يکي از از الکترونهاي پسوتة دخلي يکي از اتمهاي آند را به بيرون پرتاب مي کند. فوتون پرتو x وقتي گسيل مي‌شود که اين جايگاه تهي با گذار الکتروني از پوستة انرژي بالاتر پر شود. اين فرآيند را ميتوان در نمودار انرژي مانند آنچه در شکل آمده نشان داد.
اين شکل، نمايش انرژي اتمي است که در پوسته اي معني جايگاهي تهي دارد و همة گذارهاي مجاز را نيز نمايش مي دهد و نامگذاري خطهاي مختلف از نام حالتهاي اوليه و نهايي گذارها گرفتته شد و در شکل (*) آمده است. توجه کنيد که بر هم کنش اسپين مدار همراه با ديگر پديدههاي نسبيتي ترازهاي انرژي پوستههاي مختلف را بر حسب عدد کوانتومي که مشخص کنندة تکانة زاويه
اي کل است چند شاخه ميکند. مثلاً خط در حقيقت ترازي چند تايي است که از دو خط () تشکيل شده که در پراش پرتو x به ندرت از يکديگر قابل تميزاند.
تابش مشخصة بالا به علت تکفام بودن در پراش پرتو x بسيار مفيد است. در اين آزمايش، از آند Cu استفاده ميکنيد که خطهاي گسيلي مهم آن و است. طول موجي که براي تابش داده شده ميانگين مؤثر تراز دوتايي است. شدت تابش از مس تقريباً شش بار از شدت تابش با فيلتر مناسب حذف شود، تعبير الگوي پراش سادهتر مي‌شود.
فيلتر مناسب براي خطهاي K مس، ورقه Ni است که در (به دليل جذب فوتوالکتريک) لبة جذب دارد به طوري که طول موجهاي کوتاهتر از آن جذب ميشوند. مثلاً ورقة نيکل به ضخامت اگر به صورت فيلتر K مس استافده شود، باريکهاي به وجود ميآورد که شدت مؤلفة در آن 500 بار از شدت مولفه بيشتر است.
براش براگ پرتو x
توجه :همانند ساير تابشهاي يوننده، بايد از پرتوگيري غير لازم بدن احتراز کرد. هنگام کار لامپ پرتو x بايد حفاظي مناسب در برابر پرتوهاي پراکنده شده قرار گيرد (براي Tel – x- Ometer حفاظ جزو تجهيزات استاندارد دستگاه است).
الف) تک بلور. تک بلور NaCl را طوري روي پاية مخصوص پراش سنج نصب کنيد که طرف (100)، آن طور که طرح آن در شکل آمده است. موازي با صفحة پشتي پاية نصب باشد. ولتاژ شتاب دهندة لامپ پرتو x را قرار دهيد و شدت جريان را متناسب با توان لامپ انتخابي کنيد تا آنچنان که در شکل آمده باريکة موازي شده پرتو x به سطح بلور برخورد کند. روش کار براش سنج بايد روش باشد يعني به ازاي چرخش پاية بلور به اندازة بازوي آشکارساز يابد به اندازة حرکت کند تا زاويههاي تابش و بازتاب را تغيير همچنان برابر بماند.
براي مقادير در گسترة حرکت براش سنج، شدت آشکار شده را بر حسب رسم کنيد. نمودار دادهها را رسم کنيد.
همين اندازهگيري را با قراردادن ورقة Ni در برابر باريکة فرودي تکرار کنيد.
ب) روش پودر (دبي – شرر) در نمونة پودري که از تعداد زيادي بلورکهاي کوچک با راستا گزيني کاتورهاي تشکيل شده است هر مجموعه صفحهاي (hkl) در همة جهتهاي ممکن نسبت به باريکة فرودي پرتو x قرار ميگيرد؛ اين وضع در شکل نمايانده شده است. به اين ترتيب به ازاي هر مجموعه شاخصهاي (hkl) شرط براگ يعني معادلة 18 هميشه براي تعداد کمي از بلورکهاي صادق است:بدين معني که به ازاي هر مجموعه از صفحههاي متناظر با ضريب ساختار غير صفر، ميتوان در زاوية براگ براي اين صفحهها، يعني زاوية نسبت به باريکة فرودي بازتابي آينهاي انتظار داش. مکان هندسي اين جهتها، مجموعة مخروطهايي است با تيمه زاويه رأس برابر که جهت باريکة فرودي، آن چنان که در شکل قبل آمده، محور مشترک آنها است.
اگر نوار استوانهاي فيلم عکاسي طوري قرار گيرد که قطر آن منطبق بر جهت باريکة فرودي باشد، زاويهاي براگ را ميتوان با اندازهگيري موقعيت زاويهاي حلقههاي تابش ديده به دست آورد. در اين آرايش که به نام دوربين پودري شناخته شده است، نمونة پودري را به شکل استوانهاي در ميآورند و آن را عمود بر صفحة فيلم قرار ميدهند به طوري که همة انعکاسها را بتوان روي صفحة عکاسي ضبط کرد.
اگر دوربين پودري در دسترس نباشد، با ثابت نگاه داشتن نمونه و لامپ پرتو x و روييدن زاويهها به آشکار ساز G-M ، ميتوان موقعيت زاويهاي بازتابشهاي براگ را، آن چنان که در شکل قبل آمده است، به دست آورد. براي تهية نمونه، آن را در هاون چيني بساييد تا به صورت پودر ريزي درآيد؛ مدتي صبر کنيد تا رطوبت کافي از هوا جذب کند که بتوان آن را به صورت فشرده، روي لام شيشهاي ميکروسکوپ قرار داد.
موقعيت زاويهاي قلههاي پودر NaCl و KCl را، به همان روش بالا به دست آوريد. به ازاي هر قله، زاوية براگ ؛ و مقدار را در جدولي بياوريد. ميتواند همة مقدارهاي ممکن کوچکتر از 20 را اختيار کند.
آزمايش به کمک کامپيوتر
آشنايي با آزمايش به کمک کامپيوتر
آزمايش:
رابط کامل بين کامپيوتر و طيف سنج پرتو x براگ بايد شامل قسمتهاي زير باشد. (الف) وسيلهاي براي دستيابي به آهنگ شمارش آشکار ساز، (ب) وسيلهاي براي ثبت موقعيت زاويهاي بازوي آشکار ساز، (ج) سازوکاري که به کمک آن کامپيوتر بتواند موقعيت زاويهاي بازوي آشکار ساز و / يا پاية بلور را بين اندازهگيريها به تدريج تغيير دهد. (د) دستورهاي نرم افزاري براي رسم دادهها به طوري که موقعيت قلهها به دست آيد. دربارة جزئيات نحوة اجراي (الف) و (ب) توضيح ميدهيم:
الف) مدار آماده سازي براي شمارش تپهاي لامپ G-M به وسيله شمارنده / زمانسنج مناسب است. هر تپ ورودي در انتها به تپ ديجيتال تبديل مي‌شود و به ورودي آنالوگ ADC ميرسد.
(ب) يک راه ممکن براي ثبت موقعيت زاويهاي بازوي آشکارساز باري دستگاه Tel-x-Ometer ، به طور خاص بررسي شده است. از پتانسيومتر ظريف 10 دور، به عنوان تقسيم کنندة ولتاژ آن طور که در شکل زير آمده است استفاده مي‌شود و اتصال مرکزي آن به ورودي کارت ADC متصل است به طوري که موقعيت زاويهاي محور پتانسيلسنج به صورت ديجيتال قابل خواندن باشد. پتانسيل سنج روي لبة متصل به چره گردان بازوي آشکار ساز سوار مي‌شود، آنگاه محور پتانسيل سنج با لولة پلاستيکي کوتاهي به انتهاي ميلهاي فلزي هم محور با چرخ گردان، به صورت مکانيکي جفت مي‌شود. وقتي که بازوي آشکار ساز سوار مي‌شود، آنگاه محور پتانسيل سنج با لولة پلاستيکي کوتاهي به انتهاي ميلهاي فلزي هم محور با چرخ گردان، به صورت مکانيکي جفت مي‌شود وقتي که بازوي آشکار ساز 100 درجه دوران ميکند، محورهاي چرخ دهنده و پتانسيل سنج تقريباً 9 دور ميچرخند. براي اينکه بيشترين دقت اندازهگيري به دست آيد، بايد ولتاژهاي DC ، V1 و V2 را طوري تنظيم کرد که وقتي آشکار ساز همة گسترة زاويهاي را ميپيمايد ولتاژ ورودي ADC هم همه گسترة مجاز آن را بپوشاند.
اندازهگيريها و نرم افزارها