近代物理实验步骤总结-2

CT实验1、打开实验仪器的总电源，然后依次打开计算机电源和CT的电源。2、将所测的铜质孔卡放在CT仪的载物平台的中间位置，用双面胶固定，并打开计算机上的相应软件，在扫描实验的界面上填写包括实验员姓名、班级、院系与专业等基本信息。除此之外，在扫描实验一栏中选择CT扫描1，视场直径选择40mm（略大于孔卡的直径35mm，保证孔卡能够全部被扫描到），起始角度为0。3、这些基本参数填写完毕后，开始对实验设备进行运动检查（注意在扫描过程中不能够进行运动检查），并在系统诊断中，让载物平台实现正向平移、反向平移、正向旋转、反向旋转等操作，观察光线射到孔卡的位置，调节载物平台的高度，使射线能照到孔卡顶端三分之一处。4、确定采样时间和图像的尺寸，为了得到相对比较清晰地实验扫描图像，我们在实验中选择了128*128，所谓采样时间就是采集一次数据所需要的时间，在一开始我们先选择了0.1，在得到了相对不是特别清楚、但能够扫描到图像的基础下，我们第二次选择了0.5，而0.5所需要的等待的时间是0.5*128*128s。5、在扫描完成后，就需要进行图像的重建与处理，那么我们就需要点击窗口左侧进入图像处理界面。点击文件中的重建选项，选择刚扫描的数据进行重建并保存，完成之后，点击打开，可以找到扫描后的图像。6、然后对图像进行处理。首先我们要改变图像的灰度，在左侧把原来的0改为40，在右侧把原来的255改为200，这样可以使所得到的图像明暗更加清晰；其次，我们在滤波选项中选择自定义滤波中的低通2，以降低仪器的噪声干扰；最后，就是进入对比度与亮度修改界面，适当的调节图像的亮度和对比度，令图像更加的清晰与明暗分明。光学多道测量光谱（1）根据实验装置图连好实验仪器，使光源聚集在多色仪的缝上，适当调节狭缝的宽度，但是必须使缝宽在0.2～2mm的范围内，以免损坏仪器。（2）打开CCD的电源，再打开计算机及计算机上相应的光学多道分析软件。考虑到背景光线的影响，选择背景记忆，那么计算机会将实际采集的谱线与背景相减，获取真实的谱线。（3）按“实时采集”按钮，设置中心波长为400nm，采集Hg的特征谱线。根据Hg光谱的尖锐程度，适当调整光源和透镜的位置，以及狭缝的大小。(如果没看到谱线，只看到一些噪声信号，则要适当调整中心波长的设置，有可能谱线在电脑上你所看到范围之外)（4）得到较尖锐的光谱后，对照Hg的404.7nm、546.1nm、577nm和579nm四条特征谱线，由于在计算机上所能反映的光谱带宽为150nm-200nm之间，调节中心波长为500nm，然后适当左右微调进行修正，直至在屏幕上看到Hg的四条特征谱线为止。由于404.7nm和546.1nm相差140nm左右，约为屏幕宽度的70%，因此可以确定这几条谱线就是Hg的上述四条特征谱线。（5）确定了特征谱线之后，利用这几条特征谱线进行定标，将横坐标的道数转化为波长显示。由于采用线性定标，我们选择用404.7nm和579nm两条谱线。定标有自动定标和手动定标两种方法，我们在实验过程中采用手动定标，在“数据处理”中选择“手动定标”，选定404.7nm的谱线，按回车键，输入谱线波长，按“下一点”之后选定579nm的谱线，按回车键，输入谱线波长，点击“定标”后选择线性定标后，计算机就根据Hg的特征谱线来完成定标，将横坐标的道数显示转换成波长显示。（6）测量纳光的波长，将Hg灯光源换为钠灯光源，采集同一波长范围内的待测钠光的光谱，在完成实时采集之后，对光谱图进行寻峰（采集钠光光谱所用的寄存器必须是汞光谱定标所在的寄存器）就可得出同一波长范围内钠光的波长为585.5nm。真空的获得与测量1、接通冷却水，使冷却水首先经过挡油器的冷却水管，再进入油扩展泵排气管水嘴，最后从油扩展泵上部水嘴排出；2、准备好真空测量仪器，接好电源；3、打开复合真空计，对热偶真空计预热10分钟；4、开启机械泵，打开三通阀，用热偶真空计测量低真空，直到机械泵对真空室预抽至6.7Pa以下，记下机械泵所能达到的极限真空度为3.6Pa；5、当系统真空度达到6.7Pa以下时，关三通阀，接通扩散泵冷却水，逐渐加热油扩散泵约40分钟；6、开高真空阀，当热偶真空计上显示真空度要接近10-1Pa时，应使热偶真空计断开，等待一会儿，确保真空室压强低于10-1Pa时，接通电离真空计（打开灯丝开关预热10分钟），进行高真空测量；7、每隔一段时间记录一组数据；8、测量完毕后，先关电离真空计，接着关高真空阀，并停止油扩散泵加热；9、待油扩散泵冷却后，开三通阀，使油扩散泵和真空系统处于低真空状态；10、待油扩散泵完全冷却后，关闭冷却水与机械泵，整理好实验仪器，等老师确认无误签字后，离开实验室。微波基本参数的测量1、实验准备仔细阅读实验讲义和实验室提供的仪器说明书，明确实验中的注意事项，初步掌握仪器的工作原理和使用方法；2、频率测量①按微波信号源→隔离器→可变衰减器→波长表→测量线→可变电抗的顺序连接好微波系统，将检波器及检波指示器接到被测件位置；②旋转波长表上的测微头，边旋转边观察检波指示器上的指针偏转情况。当波长表与被测频率谐振时，将出现吸收峰，反映在检波指示器上的是一跌落点，微调螺旋测微头，当指针偏转最小时，读出测量头读数，查出相对应的频率。3、功率测量①将传输线路终端接入功率探头探头和功率表，并选择合适的量程，在无信号时对功率计调零（注意换挡调零）；②把波导开关旋转至功率探头一边，发现功率表上有读数出现，读出功率读数并记录。4、波长测量5、驻波比的测量核磁共振实验1、将扫描电源的“扫描输出”两个输出端，接磁铁面板中的一组线圈，扫描电源背后的接头与边限振荡器接头连接；2、将“共振信号”输出有Q9线接示波器，“共振频率”输出用Q9线接频率计；3、将“扫描输出”顺时针调至接近最大，这样可以加大捕捉信号的范围；4、将CuSO4样品放入探头中并将其置于磁铁中，调节边限振荡器的频率“粗调”电位器，将频率调节至磁铁标志的H共振频率附近，此时可调节频率“细调”旋钮；（调节旋钮时要慢，因为共振范围非常小容易跳过）5、调出共振信号后降低扫描幅度，调节频率“微调”至信号等宽，同时调节样品在磁铁中的空间位置来得到最强、尾波最多，弛豫时间最长的共振信号，记下此时的频率，计算g因子；6、调整样品在磁场中位置，重复第4、5步骤，如此要求测量2次以上，取νH的平均；7、用甘油、FeCl3、水、MnSO4和氟碳等样品做以上实验，重复4、5、6步骤，观察共振吸收信号的差异，并记录下频率，计算g因子。锁相放大实验1、相关器的PSD波形观察及输出电压测量和波形记录（1）按上图要求正确连接电路；（2）接通电源，预热二分钟，调节多功能信号源，输出正弦波，输出频率为1kHz左右；（3）调节输出幅度旋钮，用交流、直流、噪声电压表测量输出交流电压，使输出100mv；（4）置相关器直流放大倍数×10，交流放大倍数×1，用示波器观察PSD的输出波形，调节宽带相移量观察PSD的输出波形；（5）测量相关器输出直流电压与相关器的输入信号对参考信号之间相位差之间的关系，用相位计测量φ值的大小，并用示波器观察记录下波形，从0°开始相位每隔30°测一次，总共测一个周期，即360°。2、相关器谐波形响应的测量与观察（1）同实验1把上述实验连接图略作如下改变：将宽带相移器输入信号由1/n输出（即1/n分频）送给；（2）多功能信号源功能“选择”置分频，由于相关器的参考信号为输入信号的1/n分频，即相关器的输入信号为参考信号的n次频；（3）先置分频数为1，由示波器观察PSD波形及测量PSD输出直流电压，调节相移器，使输出直流电压最大，观察示波器波形，并记下电压值；（4）改变n为1，2，3……14，15，对任意n值重复上述操作，观察示波器波形，记下最大的电压值。X射线的吸收实验1、X射线的衰减与吸收体物质厚度的关系（1）直准器前没安装锆滤片（Zr）①按RESET键，使测角器归零，设置X光管的高压U=21KV，电流I=0.05mA，角步幅Δβ=0°，测量时间Δt=100s；②按TARGET键，用ADJUST旋钮，使靶的角度依次为0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°，按SCAN键进行自动扫描；③扫描完毕后，按REPLAY键，读取数据并记录。（2）直准器前安装锆滤片（Zr）拆下直准器，装上Zr滤片后，其他实验操作过程和参数设置同（1）2、X射线的衰减与吸收体物质（Z）的关系（1）直准器前没安装锆滤片（Zr）①按RESET键，使测角器归零；②设置X光管的高压U=30KV，电流I=0.02mA，角步幅Δβ＝0°，测量时间Δt=30s，按TARGET键，用ADJUST旋钮，使靶的角度依次为0°、10°、20°，按SCAN键进行自动扫描（每转动约10°吸收体物质发生改变）；③扫描完毕后，读取数据并记录；④设置X光管的高压U=30KV，电流I=1.00mA，角步幅Δβ=0°，测量时间Δt=300s，按TARGET键，用ADJUST旋钮，使靶的角度依次为30°、40°、50°、60°，按SCAN键进行自动扫描；⑤扫描完毕后，按REPLAY键，读取数据并记录。（2）直准器前安装锆滤片（Zr）拆下直准器，装上Zr滤片后，其他实验操作过程和参数设置同（1）3、X射线在NaCl单晶中的衍射（1）将NaCl单晶固定在靶台上，关闭铅玻璃门，按RESET键，使测角器归零，启动软件“X-rayApparatus”后，按F4键清屏；（2）设置X光管的高压U=35.0KV，电流I=1.00mA，测量时间Δt=4s，角步幅Δβ=0.1°，按COUPLED键，再按β键，设置下限角为4.0°，上限角为24°，按SCAN键进行自动扫描，扫描完成后，按F2键储存文件；（3）用两种方法完成该实验，在已知晶体常数（a=564.02pm）时，测定X射线的波长；在已知X射线波长下，测定晶体的晶格常数。Na(Tl)γ闪烁谱仪及γ射线能谱的测量1、接通电源，开机后预热一段时间2、将137CS和60C0源依次放在探头下方并保持一定距离，先粗测一下137CS能谱曲线：选择合适的全谱道数、扩展谱道数和预置时间，调节高压和放大器放大倍数，使60C0或1373、调整好后，测量直至测量时间结束，得到一个全能峰图4、将将探头下方的137CS放射源用60C0放射源代替，不改变γ能谱仪的其他工作条件，只改变放大倍数、高压和预置时间，然后仔细测量60C0的γ5、用手柄调节放射源的孔和探测器的孔的相对位置，再重复测量两次，将三次测量结果进行对比，选择总计数率最高的一次，并将全能峰图保存打印。6、分析60C0和137CS全能谱的实验数据记录与处理1、137CS的能谱：选定全能峰在160道，设定时间300秒。137CS全能谱的谱形图见附表一总计数率峰位半高宽净面积分辨率543159.8915.67167419.8%2、60CO的能谱：全能峰在320道，设定时间500秒。总计数率峰位半高宽净面积分辨率188319.9620.1411226.30%60CO全能谱的谱形图见附表二γ射线的吸收与物质吸收系数μ的测定测量137Cs的射线（取0.661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铜或铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。根据已知一定放射源对一定材料的吸收系数来测量该材料的厚度。二、实验步骤调整实验装置，使放射源、准直孔、闪烁探测器的中心位于一条直线上。在闪烁探测器和放射源之间加上1片、2片、3片、4片已知质量厚度的吸收片如Pb、Al（所加吸收片最后的总厚度要能吸收射线70%以上），进行定时测量，并存下实验谱图。根据软件测得相关数据并记录下来。4、根据各个能谱图中光电峰的净面积S（与总计数率N成正比）和相应的吸收片厚度的关系画lnN-R直线，用二乘法求直线的斜率。即为用作图法算吸收片材料的质量吸收系数。三、实验数据1、测量Al对137Cs的吸收系数Al的密度为ρ=2.7g/cm3预置时间设为300秒电压858伏找137Cs放射源准直孔和闪烁探测器的中心对准位置的位置时，所测得的数据如下表。铝片片数1234峰位/chn159.68158.13159.91158.44半高宽/chn15.4716.9116.5216.97净面积11439938573175893分辨率9.69%10.70%10.33%10.71%总计数率398358328301质量厚度Rmg/cm22．402.4，2.422.4，2.42，2．432.40，2.42，2.43，2.44作图法由图像可知，-μm/ρ=k=-0.0381则Al对137Cs的光电峰的吸收系数μm=0.10287cm-12、测量Pb对137Cs的吸收系数。Pb的密度为ρ=11.34g/cm3预置时间设置为300秒，电压858