γ射线的衰减规律实验

γ射线的衰减规律实验

摘要

γ射线本质是电磁波，当其穿过物质时，γ光子与物质的原子发生相互作用，γ光

子在每一次相互作用中都会损失一部分或全部能量，通过实验验证其过程满足朗伯-比尔定律。 关键词 引言

γ射线 衰减规律

CD-50BGA+型CT教学实验仪

γ射线本质是电磁波，当其穿过物质时，γ光子与物质的原子发生相互作用，如果

γ光子的能量不太高，则它主要的相互作用方式包括光电效应、康普顿效应和电子对效应。γ光子在每一次相互作用中都会损失一部分或全部能量，因此，当γ射线通过物体时，原射线强度会逐渐减弱。

设有一束经过准直的γ射线，沿水平方向垂直通过吸收物质。假设吸收物质单位体积中的原子数为N，密度为 ，在t=0处的γ射线强度为I0，在物质中t处的γ射线强度为I，通过dt薄层后，其强度变化为dI，则：dIINdt

（1）

式中负号表示γ射线是沿t方向减少的，N为单位体积中的原子数，dI表示γ射线束的光子衰减数，表示原子的总截面。

由（1）式可以得到：dIINdt

（2）

接这个方程，利用初始条件（t=0时，I=I0），便得到：

II0eNt （3）

令N，称为“线性衰减系数”，则上式可改写为：

II0ed （4）

上式通常称为朗伯-比尔定律。

由（4）式得：lnI0Id

（5）

根据上式可按最小二乘法作直线拟合，则直线的斜率即为该物质的衰减系数。

实验过程

（1）熟悉实验工作原理以及实验内容。

（2）开启CT教学实验仪，按要求进行参数设置。

（3）数据采集 （4）数据记录

（5）按最小二乘法进行数据处理