4、什么叫γ吸收？为什么说γ射线通过物质时无射程概念？谈谈对γ射线与物质相互作用机制的认识。
答：窄束γ射线穿过物质时，由于三种效应，其强度会减弱，这种现象叫γ射线的吸收。γ射线通过物质时，强度逐渐减弱，按指数规律衰减，不与物质发生相互作用的光子，穿过吸收层，其能量保持不变，因而没有射程概念。γ射线与物质的相互作用只需发生一次碰撞，就有一次大的能量转移，不同于带电粒子穿过物质时，经过多次小能量转移来损失它的能量。
⑴r射线穿过物质时，由于光电效应，电子对效应，康普顿效应，其强度就会减
弱，这种现象称为r射线吸收。
⑵r射线穿过物质时，强度逐渐减弱，按拍数规律衰减，不与物质相互作用的光子穿过吸收层，其能量保持不变，因而没有射程概念可言。 ⑶r射线会与束缚在原子中的电子、自由电子、库仑场，核子发生相互作用：光子完全吸收，弹性散射，非弹性散射。从10keV到10MeV范围内。①入射低能时以光电效应为主；②入射能量接近1mev时为康普顿效应；③入射光子能量超过1.022mev时，以电子对效应为主。
5、已知某放射源强度为10毫居，且铝材料的半吸收厚度为0.78cm，试计算
当该射线通过一厚度为4cm铝片时其强度为多少？
2．若放射源强度10mCi，且铝材料的半吸收厚度为0.78cm，试计算当该射线通过一厚度为5cm的铝片时其强度为多少？
d1ln2u
2II0e-u0x0.1176mCi
单晶γ闪烁谱仪的主要性能指标是 能量分辨率 、 线性 、 谱仪的稳定性 。
简述如何通过实验确定未知γ源的能量？
答：NaI单晶在荧光输出为150KeV＜Er＜6MeV的范围内和射线能量是成正比的，必须利用一组已知能量的γ射线，分别测出它们的光电位峰，作出能量 - 幅度曲线，对于未知能量射线由谱仪测出脉冲幅度后，利用这种曲线就可以求出射线能量。
、在测量未知源射线的能量时为什么要对谱仪进行刻度？如何刻度？
答：用谱仪测量未知源射线的能量属于相对测量方法。
根据谱仪测量原理可知，谱仪测量的实际上是射线与探测物质相互作用后所产生的次级电子能量的分布情况。在相同的放大条件下，每个脉冲幅度都对应射线损失的能量，在一定能量范围内，谱仪输出的脉冲幅度与次级电子能量之间呈现一定的线性关系。为确定该线性关系，需对谱仪进行能量刻度。
刻度方法是首先利用一组已知能量的放射源，在相同的放大条件下，测出它们的射线在谱中相应的光电峰位置，然后做出射线能量对脉冲幅度的能量刻度曲线，这样每个脉冲幅度就对应不同的能量。实验中通常选用137Cs（0.662MeV）和60
Co（1.17 MeV，1.33 MeV）来进行刻度。
6、确定光电峰净面积的方法有很多，原则上分为两类，即计数相加法和函数拟合法，请按照本底扣除和边界道选取方法的不同，对计数相加法进行简要分类。 答：全峰面积法，Covell法，wasson法。
5、简述NaI(TI)单晶γ谱仪记录γ光子的过程？
答：射线与闪烁体相作用，使其电离激发而发射荧光，从中出来的光子与光电倍增管的光阴极发生光电效应而击出光电子，光电子在管中倍增，形成电子流，并在阳极负载上产生电信号，此信号被电子仪器记录和分析。
2、 在核物理实验中，放射源的放射性强度（活度）单位可用居里（Ci）或贝克勒（Bq）来
表示，而1Ci=3.710Bq
2、 在单道闪烁谱仪实验中，为什么要先粗测谱型？
答：这是因为单道有一定的分析范围，在本实验中所使用的单道，其分析范围为0－10V。在实验中我们先通过示波器观察，将核信号输出的脉冲高度调至8伏左右，由于示波器只是定性观察的仪器，并不能精确保证光电峰的位置也在8伏左右，因而为保证所有的信号脉冲都能够落在单道的分析范围以内，防止只测到半个光电峰的情况出现，需要用线性率标或者定标器粗测谱型。
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实验四：CT
3、 工业CT是＿计算机断层扫描＿＿技术在工业中的应用。吸收定律可知，一束初始
lIIe0强度为I o的射线穿越密度为ρ的均匀物质后，其强度减弱为＿＿
＿。在实验过程中，根据采集到的数据，经过一定的＿图像重建算法＿＿就能得到
样品内部的衰减系数＿具体的二维分布＿（其在数字图像中称为灰度值），进而可以知道物体内部的组成成分和结构。
4、在CT实验结束时，为什么一定要调高压为零后才能关闭电源？
防止下次开机时，由于电压过高击穿仪器。
过大时瞬间电压变化会烧坏仪器内部一些自感元件，如电容；未调零就关闭，高压将击穿电容，损坏仪器。
题6图 CT扫描实验结果
6、右图是某次实验的CT扫描结果，从横截面图可以看出，比较简单地字如“工”、“C”和“T”这三个字很清楚，但笔划比较复杂的“业”却有一些问题，即“业”字左右两撇和相邻的两竖均有连接现象，而且“业”字的两竖之间也有连接现象，请对造成这一现象的原因进行分析。
答：分辨率设置低，扫描时间不够长，吸收不彻底。
3．CT扫描的断层间有粘连现象，分析原因。 采样时间，空气辐射，仪器震动。
实验五：光磁共振
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
必须把 光源 放在足够强磁场中，才能产生塞曼。
23、什么是塞曼效应？ 答：光放在足够强的磁场中，原子光谱中的每条谱线都将为数条偏振化的谱线，的条数随能级类别不同而不同，这种光谱线的现象称为塞曼效应。
通常把一条谱线为三条且裂距正好等于一个洛伦兹单位的现象称为正常塞曼效应，而把的谱线多于三条且裂距大于或小于一个洛伦兹单位的现象称为反常塞曼效应。
实验六：真空的获得与测量
4、 真空度是对气体稀薄程度的一种客观度量，最直接的物理量应该是每单位体积中的
分子数，但由于历史的原因，真空度的高低通常以气体的压强来表示。气体压强越 _低__，真空度就越 高 。国际计量大会规定的国际单位制（SI）压强单位是帕斯卡（Pascal）,简称帕(Pa)。1帕等于 1 牛顿/米2。早期曾以1毫米汞柱（㎜Hg）作为压强单位，将760㎜Hg规定为一个标准大气压，1标准大气压（ATM）= 101325 帕(Pa)。 5、 、由于汞有七种同位素，纯汞也就没有确定的密度，因此以一毫米汞柱（㎜Hg）作为压强单位是不标准的，经第十届国际计量大会规定，改用帕(Pa)来定义标准大气压。1帕= ，并规定标准大气压的1/760称为1托（Torr）：1托（Torr）=1标准气压= 133.322 帕(Pa)，以帕(Pa)规定的标准大气压是绝对严格的，它在760数值上与汞柱规定的“标准大气压” 几乎 相等：1毫米汞柱= 1.00000014 (托)。 5、简述“真空获得”实验过程中，一种与你原来想象不一样物理现象，简要分析原因。
6、试述一种获得高真空的仪器组合，并说明一般操作规程。
答：机械泵、油扩散泵、热偶真空计、电离真空计。依次打开冷却水，电源开关，机械泵，
热偶真空计，加热油扩散泵，预热40分钟后，利用三通阀确定真空室与储气瓶的气压下降至6.7Pa以下后，打开高真空碟阀，待真空室气压下降至0.1Pa以下后打开电离真空计测量数据，测量完毕后先关闭电离真空计，按照打开的逆顺序依次关闭各开关，最后等热量散去后再关闭冷却水。
3.试述一种获得高真空的仪器组合，并说明一般操作过程。（重点）
答：机械泵及油扩散泵各一台，给油扩散泵加热的电炉一只，调压器一台，复合真空计一台，高频火花发生器一只。
⑴接通冷却水，开机械泵，将三通阀往里推至死点；
⑵开启真空计测量前级低真空，开机预热一定时间后，将“加热—测量”开关置于测量位置（测量储气瓶那个），开启油扩散泵加热；
⑶对储气瓶抽气，观察热偶真空计的读数，当真空计读数达到6.7帕以上是，将三通阀向外拉到底，卡开始对真空室预抽。真空计换挡测量真空室的真空度，使其压力小于6.7帕，反复。 ⑷加热完毕之后打开高真空碟阀，同时将三通阀往里推至死点，观察热偶计读数，当低真空测量小于0.13帕时，转至高真空测量，直至机组达到极限真空度0.1帕为止。
⑸打开灯丝，电离计接通，进行高真空测量。每隔一定时间记录一次数据，随时间增加，真空度变化越来越慢，适当延长时间间隔。
⑹当真空度不再发生变化，停止高真空测量，先关灯丝，再关高真空碟阀，停止对油扩散泵加热。
⑺等油扩散泵冷却至室温后关闭机械泵和冷却水，切断电源，整理。
6、简述从物理现象看，5个不同真空区域气体分子运动的基本特征。
粗真空：760—10托；低真空：10—10的负3次托；高真空：10的负3次—10的负8次托；超高真空：10的负8次—10的负12次；极高真空：＜10的负12次托。 1、简述从物理现象看，5个不同真空区域气体分子运动的基本特征。
答：①粗真空以分子相互碰撞为主；②低真空则是分子相互碰撞和与器壁碰撞不相上下；③高真空时以分子与器壁碰撞为主；④超高真空时分子与器壁的碰撞次数已经很少了，形成一个单分子层的时间已经达到以分钟计；⑤极高真空时分子数已很稀少，统计涨落现象比较严重，经典统计规律已产生偏差。
3、 从物理现象来看，粗真空以分子相互碰撞为主，即分子自由程容器尺寸d；低真空
则是分子相互碰撞与器壁碰撞不相上下；高真空时以分子与器壁碰撞为主，即d；超高真空时分子碰撞器壁的次数也很少，形成一个单分子层的时间已达到以分钟计；极高真空时分子数已很少，统计涨落现象已较严重（d5%），经典统计规律产生了偏差。
粗真空 1.013×105 ～1.333×103Pa，760~10托 低真空 1.333×103 ～1.333×10-1 Pa，10~10-3托 高真空 1.333×10-1 ～1.333×10-6 Pa，10-3~10-8托 超高真空 1.333×10-6 ～1.333×10-10 Pa，10-8~10-12托 极高真空 <1.333×10-10 Pa。<10-12托
3、简述电离规测量高真空的原理及实验中的注意事项。
答：原理：灯丝通电发热→发射电子→经栅极正偏压加速→与栅极和阴极之间的气体分子碰撞使分子电离→电子被栅极吸收，形成栅极电流，正离子被阴极和板极间的电压加速而飞向板极形成板极电流，它的大小取决于气体浓度。注意事项：实验中气压降至0.1Pa以下方可打开它，同时是第一个关闭的仪器。
十五、使用电离真空计注意些什么？
－
答：因电离真空计是热阴极发射电子器件，必须在被测真空系统内真空度达到1×101帕时
－
才能使用，低于1×101帕，由于气体分子多，会使电离真空计阴极氧化或烧断。
答：电离真空计由电离规管和测量电路组成。电离规管类似一个电子三极管。由
阴极，栅级和板级组成。工作时灯丝发射电子。电离栅级和与阴极之间的电子形成电流。电流的大小取决于气体分子电离数，气体电离数正比于气体压强。
2、试述油扩散泵的工作原理，并说明使用过程中的注意事项及原因。
答：原理：在0.67Pa的真空下，加热电炉将扩散泵油加热到沸腾温度，产生大量油气，经导管高速喷出，把气体一起带着喷向下面，到下面后，油气被冷凝重新变成油，流到蒸发器，并释放夹带的气体，气体被机械泵抽走，而油重新加热，如此反复，实现连续抽气的目的。注意事项：在使用中，关机前需断开扩散泵开关，冷却水冷却20分钟再关掉抽气泵。原因：如果高温状态的油气遇到大量空气就会被氧化，损害仪器，且油更换非常麻烦。
⑴推拉三通阀时必须迅速且必须推拉至死点；保持水的流通；必须等油扩散泵冷却至室温后，才可以关闭机械泵和冷却水，不能颠倒顺序，否则会损坏仪器；用电离真空计测量真空度必须保证真空度已经小于规定真空度才可开始测量，以免因电流过大而烧坏电离真空计。
⑵试述油扩散泵的工作原理，并说明使用过程中的注意事项及原因。 答：油扩散泵是利用气体的扩散性质制作的，其机构主要由泵体、喷嘴、导流管、
冷却水套和加热器等部分组成。在0.1帕的真空下，将扩散泵油加热到沸腾温度，产生大量油气，经导流管高速喷出。把由进气口扩散来的气体夹带着喷向下方；油气被泵体冷凝，重新变成油返回蒸发器，并释放出来夹带的气体，气体被机械泵迅速抽走，而油又被重新加热循环，如此反复。为防止扩散返回，往往使用三级喷嘴。
⑶机械泵不可关，否则被夹带出来的气体无法被抽走。加热前要先通冷却水，关机前要断开加热炉的电源，冷却后再关冷却水，然后关上通往机械泵的阀门，最后停止机械泵的工作。如果让热的油和油气遇到大量空气油就会被氧化而变性，不能达到10-6帕的真空度。
二十一、热电偶真空计是利用什么原理测量真空的？
答：热电偶真空计是利用气体分子导热性质，通过测量热电偶热电动势大小，来测量真空系
统压强高低的。
何为真空系统？
答：真空系统是由真空获得设备（真空泵）、真空测量设备（真空计）、被抽容器和真空管道及真空法门等组成。真空系统的简单与复杂，是根据需要设计的。
实验七：X射线衍射结构分析实验
4、 布拉格反射实验中，选择用晶体这个天然的光栅来研究X射线的衍射，是因为晶格正好
与X射线的波长同数量级。其中布拉格公式为2dsinn,n1,2
X射线管产生的X射线可分为哪两种(特征辐射：不连续的和韧致辐射：连续的 )？产生的原理分别是什么？
实验八：高温超导转变温度的测量
1、简述四引线测量方法，并说明在低温小电阻测量中能减少误差的原因。
7、试述一种高温超导转变温度Tc（Tc=95K）的测量方法。
1、由于材料的化学成份不纯和晶体结构不完整等因素的影响，超导体的正
常态——超导态转变是在一定的 温度间隔 中发生的。当我们测量电阻率温度的变化关系时。我们通常将降温过程中ρ-T曲线开始偏离直线处对应的温度称为 起始转变温度 。电阻率降到ρ0n的 一半 的温度称为中点转变温度(midpoint of the transition),以Tm表示；通常又称之为转变温度(transition temperature)，以Tc表示。ρ刚好完全到零时对应的温度，称为 零电阻温度 ,以Toc表示。
简述超导实验中排除乱真电势的一种方法。
3、试述动态和稳态法测量高温超导转变温度Tc（Tc=95K）的实验方法，并比较其优、缺点，然后说明理由。
