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学
实
验
报
告
课程名称：
近代物理实验
实验名称：
γ射线的吸收
与物质吸收系数μ的测定
学院：
物理科学与技术学院
专业：
组号：
指导教师：
报告人：
学号：
实验地点
实验时间：
实验报告提交时间：
f一、实验目的：
1．了解γ射线与物质相互作用的特性2．了解窄束γ射线在物质中的吸收规律及测量其在不同物质中的吸收系数
二．实验内容
1．测量137Cs的γ射线（0661MeV光电峰）在一组吸收片（铅、铝）中的吸收曲线，并用最小二乘原理拟合求线性吸收系数。2．根据测到的的吸收系数计算材料的厚度。
三、实验原理：
γ辐射是处于激发态原子核损失能量的最显著方式，跃迁可定义为一个核由激发态到γ较低的激发态、而原子序数Z和质量数A均保持不变的退激发过程。带电粒子或粒子等在一连串的多次电离和激发事件中不断地损失其能量，而γ射线与物质的相互作用却在单次事件中便能导致完全的吸收或散射。简单地说，光子γ射线会与下列带电体发生相互作用：1）被束缚在原子中的电子；2）自由电子单个电子；3）库仑场核或电子的；4）核子单个核子或整个核。这些类型的相互作用可以导致下列三种效应中的一种：1）光子的完全吸收；2）弹性散射；3）非弹性散射。因此从理论上讲，γ射线可能的吸收和散射有12种过程，但在从约10KeV到约10MeV范围内，大部分相互作用产生下列过程中的一种：低能时以光电效应为主。一个光子把它所有的能量给予一个束缚电子；核电子用其能量的一部分来克服原子对它的束缚，其余的能量则作为动能；光子可以被原子或单个电子散射到另一方向，其能量可损失也可不损失。当光子的能量大大超过电子的结合能时，光子与核外电子发生非弹性碰撞，光子的一部分能量转移给电子，使它反冲出来，而散射光子的能量和运动方向都发生了变化，即所谓的康普顿效应，光子能量在1MeV左右时，这是主要的相互作用方式；若入射光子的能量超过102MeV，则电子对的生成成为可能。在带电粒子的库仑场中，产生的电子对总动能等于光子能量减去这两个电子的静止质量能2mc21022MeV。
从上面的讨论可以清楚地看到，当γ光子穿过吸收物质时，通过与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应损失能量；γ射线一旦与吸收物质原子发生这三种相互作用，原来能量为h的光子就消失，或散射后能量改变、并偏离原来的入射方向；总之，一旦发生相互作用，就从原来的入射γ束中移去。r