核物理实验讲义

实验1 核衰变的统计规律

实验目的

1. 了解并验证原子核衰变及放射性计数的统计性。

2. 了解统计误差的意义，掌握计算统计误差的方法。

3. 学习检验测量数据的分布类型的方法。

内容

1. 在相同条件下，对某放射源进行重复测量，画出放射性计数的频率直方图，并与理论分布曲线作比较。

2. 在相同条件下，对本底进行重复测量，画出本底计数的频率分布图，并与理论分布图作比较。

3. 用2χ检验法检验放射性计数的统计分布类型。

原理

在重复的放射性测量中，即使保持完全相同的实验条件（例如放射源的半衰期足够长，在实验时间内可以认为其活度基本上没有变化，源与计数管的相对位置始终保持不变；每次测量时间不变，测量仪器足够精确，不会产生其它的附加误差等等)，每次的测量结果并不完全相同，而是围绕着其平均值上下涨落，有时甚至有很大的差别。这种现象就叫做放射性计数的统计性。放射性计数的这种统计性反映了放射性原子核衰变本身固有的特性，与使用的测量仪器及技术无关。

1. 核衰变的统计规律

放射性原子核衰变的统计分布可以根据数理统计分布的理论来推导。放射性原子核衰变的过程是一个相互独立彼此无关的过程，即每一个原子核的衰变是完全独立的，和别的原子核是否衰变没有关系，而且哪一个原子核先衰变，哪一个原子核后衰变也纯属偶然的，并无一定的次序，因此放射性原子核的衰变可以看成是一种伯努里试验问题。设在t=0时，放射性原子核的总数是0N ，在t 时间内将有一部分核发生了衰变。已知任何一个核在t 时间内衰变的概率为)1(t

e p λ--=，不衰变的概率为q=1-p=e t λ-，

λ是该放射性原子核的衰变常数。

利用二项式分布可以得到在t 时间内有n 个核发生衰变的概率P(n)为

n

N t n t e e n n N N n p -----=

0)()1(!

)!(!)(00λλ （1）

在t 时间内，衰变掉的粒子平均数为

)1(00t e N p N m λ--== （2） 其相应的均方根差为

2

10)()1(t

me

p m pq N λσ-=-== （3）

假如1<

m =σ （4）

0N 总是一个很大的数目，而且如果满足1<

布，因为在二项式分布中，0N 不小于100,而且p 不大于的情况下，泊松分布能很好的近似于二项式分布，此时

m

n e n m n p -=!

)( （5） 在泊松分布中，n 的取值范围为所有的正整数（0，1，2，3，…），并且在n=m 附近时，)(n p 有一极大值，当m 较小时，分布是不对称的，m 较大时，分布渐趋近于对称。当m ≥20时，泊松分布一般就可用正态（高斯）分布来代替。

2

22)(21

)(σσπm n e n p --=

（6） 式中m =2σ，)(n p 是在n 处的概率密度值。

现在我们分析在放射性商量中，计数值的统计分布。原子核衰变的统计现象服从

的泊松分布和正态分布也适用于计数的统计分布，因此，只需将分布公式中的放射性核的衰变数n 改换成计数N ，将衰变掉粒子的平均数m 改换成计数的平均值M 变可以了。

M

N e N M N P -=1

)( （7） 2

22)(21

)(σσπM N e N P --=

(8) 式中m =2σ，当M 值较大时，由于N 值出现在M 值附近的概率较大，2σ可用某

一次计数值N 来近似，所以N ≈2σ。

由于核衰变的统计性，我们在相同条件下作重复测量时，每次测量结果并不相同，有大有小，围绕着平均计数值M 有一个涨落，其涨落大小可以用均方要差

N M ≈=2σ来表示。

由（8）式可以看出，正态分布决定于平均值M 及均方根差σ这两个参数，它对称于N=M ，见图1。对于M=0，1=σ，这种分布数值表都是对应于标准正态分布的。

图1 正态分布图

计数值处于dN N N +-内的概率为 dN M N e dN N P 2

22)(21

)(σπσ--=

为了计算方便，需作如下的变量置换（称标准化），令

σ

σ?

=-=M N z

则

?=

?-

d e

dN N P 2

2221)(σσ

π

2

2

21

z e π

=

而dz e

z z 2

221-

?

=

π

称为正态分布概率积分，此积分的数值表在《原子核物理

实谅方法》下册［2］的附录上可以查到。

如果我们对某一放射源进行多次重复测量，得到一组数据，其平均值为N ，那末计数值落在)(N N N ±

±即σ范围内的概率为

用变量σ

N

N z -=

来置换之，并查表［Z ］，上式即为

这就是说，在某实验条件下进行单次测量，如果计数值为1N ，（1N 来自一个正态分布总体），那末我们可以说1N 落在)(σ±±N N N 即范围内的概率为%，或者反

过来说，在1

N N 范围内包含真值的概率是%。实质上，从正态分布的特点来看，由

于出现概率较大的计数值与平均值N 的偏差较小，所以我们可以用

1N 来代替

N 。对于单次测量值1N ，可以近似地说，在11N N ±范围内包含真值的概率是%，这样用单次测量值就大体上确定了真值所在的范围，这种由于放射性衰变的统计性而引起的误差，叫做统计误差。放射统计涨落服从正态分布，所以用均方根差（也称标准误差）N =

σ来表示。当采用标准误差表示放射性的单次测量值1N 时，则可以

表示为1111N N N N N ±≈±=±σ。用数理统计的术语来说，将%称为“置信概率”（或叫做“置信度”），相应的“置信区间”即为σ±N ，而当置信区间为σ2±N 、σ3±N 时，相应的置信概率则为%和%。

2. 2x 检验法

放射性衰变是否符合于正态分布或泊松分布，由一组数据的频率直方图或频率分布图与理论正态分布或泊松分布作比较，可以得到一个感性的认识，而2

x 检验法则提供一种较精确的判别准则。它的基本思想是比较被测对象应有的一种理论分布和实测数据分布之间的差异，然后从某种概率意义上来说明这种差异是否显着，如果差异显着，说明测量数据有问题，反之，则认为差异在某种概率意义上不显着，测量数据正常。

设对某一放射源进行重复测量得到了K 个数值，对他们进行分组，分组序号用i 表示，j ＝1、2、3…h ，令

∑

=-=h

j j

j j f f f x 12

2)(

其中h 代表分组数，j f 表示各组的实际观测次数，j f 为根据理论分布计算得到的各组理论次数。求理论次数的方法是：从正态分布概率积分数值表上查出各区间的概率，再将它乘以总次数。

可以证明，2x 统计量近似地服从2

x 分布，且其自由度是1--l h ，这里l 是在计算理论次数时所用的参数个数。对于正态分布，自由度为3-h ，对于泊松分布，自由度为2-h 。

统计量2x 可以用来衡量实测分布与理论分布之间有无明显的差异。使用2

x 检验时，要求总次数不小50,以及任一组的理论次数不小于5（最好在10以上），否则可以将组

适当地合并以着性水平，查出对应的2

a x 值（在参考资料［2］的附录中有此表），比较

计算量2

x 和2a x 的大小来判断拒绝或接受理论分布。这种判断是在某一显着性水平α上

得出来的。例如对于某一服从泊松分布的数据，其计数平均值为,计算统计量2

x ＝13,

自由度是9,如取显着性水平05.0=α时，查表得到919.162

=a x ，因实测得到919.16132

2=<=a x x ，所以认为此组数据服从泊松分布。

装置

图2 实验方框图

计数管探头，FJ-365,1个； G-M 计数管，J-104,1支； 自动定标器，FH-408,1台；

γ放射源，60C 0或137C S ，1个。

步骤

1. 按方框图连接各仪器设备，并用自动定标器的自检信号检验仪器是否处于正常工作状态。

2. 测量计数管坪曲线，选择计数管的合适工作电压、合适的计数率等实验条件，重复进行至少100次以上的独立测量，并算出这组数据的平均值。

3. 测量本底分布，测量次数为100次以上，并算出其平均值。

结果分析及数据处理

1. 作频率直方图

把一组测量数据按一定区间分组，统计测量结果出现在各区间内的次数i k 或频率i k /总次数（K ），以次数i k 或频率i k /K 作为纵座标，以测量值为横座标，这样作出的图形在统计上称为频率直方图，见图3.频率直方图可以形象地表时数据的分布

图3 频率直方图

状况。为了便于与理论分布曲线作比较，建议在作频率直方图时，将平均值置于组

中央来分组，组距为2

σ

，这样各组的分界点是

σ41±N 、σ43±N 、σ4

5

±N 、……

而各组的中间值为

N 、σ2

1

±N 、σ±N 、……

2. 配制相应的理论正态分布曲线。

3. 计算测量数据落在σ±N 、σ2±N 、σ3±N 范围内的频率。

4. 分别用单次测量值和平均值来表示测到的放射源的计数值。

5. 对此组数据进行2

x 检验。、

6. 作出本底的实验频率分布及其对应的理论分布图，并对此作2

x 检验，以单次测量值表示本底的计数值。

思考题

1. 什么是放射性原子核衰变的统计性它服从什么规律

2. σ的物理意义是什么以单次测量值N 来表示放射性测量值时，为什么是

N N ±，其物理意义是什么

3. 为什么说以多次测量结果的平均值来表示放射性测量值时，其精确度要比单次测量值高

参 考 资 料

［1］ 复旦大学、清华大学、北京大学合编，原子核物理实验方法（上册），第一章，原子能

出版社，1981年。

［2］ 复旦大学、清华大学、北京大学合编，原子核物理实验方法（下册），附录2,原子能出

版社，1982年。

［3］ 林少宫，基础概率与数理统计，第五章及附录，人民教育出版社，1978年。

［4］ W . J . Price, Nrclear Radiation Detection , Chapter 3, 2ed. , Mc-Graw Hill Inc.,New York,

1964。

实验2 验证距离平方反比律

实验目的

1. 学会根据实验精度要求选择测量时间。

2. 学会运用线性最小二乘法拟合实验数据，验证距离平方反比律。

内容

1. 改变探测器与放射源之间的距离，测量各相应位置之计数率，获取一定精度要

求的实验数据。

2. 用等精度线性最小二乘法处理实验数据，验证γ射线强度随距离的变化规律——平方反比律。 原理

在放射性测量中，为得到一定精度的实验数据，必须根据放射源及本底计数率的实际情况，结合某些客观条件（如探测器效率及测量时间的限制），确定适当的测量方案；为了得到可靠的实验结果，还需要进行数据分析和处理。我们将通过本实验作有关的基本训练。

1. γ射线强度随距离的变化关系——平方反比律

设有一点源（指源的线度与源到观测点的距离相比很小），向各方向均匀地发射γ光子。若单位时间发射的光子数为0N ，则在以点源为球心，以R 为半径的球面上，单位时间内将有0N 个光子穿过（设空间内无辐射之吸收与散射等）。因此，在离源R 处，单位时间、单位面积上通过的γ光子数为：

2

204R C

R N I ==

π （1） (1)式中，π40N ，对于一定的源强，C 是常数。可见，2

1

R I ∞，此即距离平方反比律。

显然，在测量中，探测器的灵敏体积始终位于源对探测器所张的立体角内时，测得

的净计数率n 也应与2R 成反比。即有

2R

C n '

= （2）

（2）式中C '为常数。因此，验证平方反比律的问题在实验上就归结为测量n 与R

的关系。怎样才能在一定的实验条件下，在规定的实验时间内，取得满足精度要求的数据呢下面就此进行讨论。

2. 按照实验精度要求合理分配计数时间

在每次测量的计数中包括有本底计数，而且在本实验中，随着距离R 的不同，本底计娄在测量的计数中占的比例也不同。设在s t 时间内测量得源加本底的总计数为S N ;在b t 时间内测得本底计数为b N ；测源的净计数率n 为：

b

b

s s b s t N t N n n n -=

-= （3）

总计数率s n 与本底计数率b n 的标准误差分别为b s σσ,： s

s

s s s t n t N =

=σ （4）

b

b

b

b b t n t N =

=

σ （5） 根据误差传递公式，净计数率n 的标准误差n σ及相对误差n v 分别为：

2

/12

/122)(

)(b

b s s b s n t n t n +=+=σσσ （6） )/()(

b s b

b

s s n

n n n t n t n n

v -+==

σ （7） 因此，净计数率的结果可表示为：

2

/1)(?

???

??+±-=±b b s

s b s n t n t n n n n σ （8）

??

????-++-=+)/()(1)()1(b s b b

s s b s n n t n t n n n v n η （9）

为了减少n 的误差，应增加s t 与b t 。可以证明，当总测量时间b s t t t +=一定时，在s t 与b t 间作适当分配，将获得最小的测量误差。换句话说，在一定的误差要求下，

只要s t 与b t 分配合理，则总测量时间将最省。这个最佳时间分配可根据s n dt d σ＝0或

b

n

dt d σ＝0求出，其结果是：

b

s

b s n n t t = （10） 例如，若s n ＝400/分，=b n 25/分，则425

400

==

b s t t 。当总测量时间限制为20分钟时，选取s t 与b t 分别为16分钟与4分钟最合适，这种时间分配可得最小误差。

根据（10）式作刻线图，如图1,可以方便地查出b

s

t t ，求法是：由左边刻线查到s n ，

右边刻线查到b n ，于二点间连一直线，该直线与中间刻线之交点即为所求。

将（10）式代入（7）式，并令b

s

n n r

=

，T t = ，得到最佳时间分配下测量结果的相对方差为：

T Q r Tn r v b n =-+=2

2/1min

2

)

1()1(2 (11) 其中优质因子2

2

2/1)1()1(-+=r n r Q b （12）

在本实验中，源的净计数率n 随着源与计数器间跟R 的增加而很快衰减；本底计数率b n 随R 的变化则不大。因此，对应于不同的R 。s n 与b n 的比例将不同，必须根据（11）式求出相应的T ，并按（10）式分配s t 与b t （也可查刻线图1）以获处给定精度下的测量数据。

2. 用等精度最小二乘法处理数据

为验证2

R C n '

=

，可先有： m R

C n '

= （13）

（13）式中C '，m 为待定常数。如果根据实验数据定出的m ＝2,则平方反比律得以验证。为了便于不熟m ，对（13）式两端取对数，得：

R m C n log log log -'= （14） 令呈线性关系：与，则x y R x n y log ,log ==

b ax y += （15） 其中m a C -='=,log （15）式代表一条直线，求得该直线的斜率a ，便知m 。 在实验中，若于某距离i R 测得i n ；相应可有),2,1(,k i y x i i Λ=。根据这k 个点的测量数据，可以用简便的作图法求α、b ；亦可用线性最小二乘法求解α、b ，本实验要求对各点作等精度测量，这时可用以下各式求出α与b 及其标准误差σ。与b σ：

装置

实验装置方框图见图2.

闪烁探头装置，FJ367,1个； 自动定标器，FH408,1台； 放射源，mCi 级60Co （或137Cs ），1个； 铅室，1个；

探头移动支架（附标尽），1套。

步骤

1. 按图2连接仪器，预热仪器，使装置处于正常工作状态。

2. 选择探测器工作电压。

3. 粗测数据并拟订等精度测量方案：于每一固定的距离R 粗测s n 与b n ，计算

b

s

n n r =

，并按精度 %1=n v 的要求，计划总测量时间T 及最佳分配时间s t 与b t 。 4. 按步骤3拟订的实验方案，测量计数率随距离的变化。

5. 将步骤4的数据列表、作图，并给出平方反比律验证结果。 （1）列净计数率n 随距离R 变化的数据表。

（2）列R n log log -的数据表，并在双对数坐标纸上作图，标出各点的统计误差。用作图法求b ax y +=的参数b a 、。

（3）用最小二乘法求参数b a 、，并求出它们的标准误差b σσ与a 。 注意：若处理数据时发现可疑值后，重新求出b a 、及b σσ与a 。

（4）进行变量逆换算，得出公式m R

C n '

=，误差进行分析。

思考题

1. G —M 计数管在不用铅室时，本底计数率为每分钟40次；用铅室时，本底计数率降到每分钟25次。某次作弱放射性测量，源加本底的总计数只比本底每分钟多50次。若求相对误差为10%，试计算用铅室比不用铅室可以节省多少测量时间。

2. 当源的净计数率n 远比本底计数率b n 大，即n 》b n ，（11）式可化简为

T n v

s n 1

m in

2=。试估计，当b

s n n r =等于多大时，用此近似公式与（11）式计算出的总测量时间T 方可在1%的误差以内相符。

3. 若按等间距变化测量各点计数率，并假定已由实验测得某个距离i R 之计数率i

n 及b n ，试根据2

1

R n ∞

规律粗略估计等精度测量时各点所需之测量时间。 4. β粒子或a 粒子的强度随距离变化的规律是否遵守平方反比关系若本实验使用226U 源时，需采取什么措施

参 考 资 料

复旦大学、清华大学、北京大学合编，原了核物理实验方法（上册），第一章第二节、第三节；下册第十八章，第五节、原子能出版社，1981。

（曾 昭 地）

实验3 α粒子的能量损失

实验目的

1. 了解α粒子通过物质时的能量损失及其规律。

2. 学习从能损测量求薄箔厚度的方法。

内容

1. 测量241Am 及239Pu 的α粒子的能谱，作能量刻度。

2. 测量241Am 的α粒子通过铅箔及Mular 薄膜后的能谱。

3. 从所测各条能谱，确定峰位、半定峰位、半宽度、及α粒子通过待测样品后的

能损，计算阻止本领平均

???

??dx dE 及薄箔的厚度）

）（2/cm ug 。 原理

天然放射性物质放出的α粒子，能量范围是3—8MeV 。在这个能区内，α粒子的

核反应截面很小，因此可以忽略。α粒子与原子核之间虽然有可能产生卢瑟福散射，但几率较小。它与物质的相互作用主要是与核外电子的相互作用。α粒子与电子碰撞，将使原子电离、激发而损失其能量。在一次碰撞中，具有质量为m ，能量为E 的带电粒子，转移给电子（质量为m 0）的最大能量约为o o m Em /4α粒子的质量比电子大很多，所以每碰撞一次，只有总能量的一小部分转移给电子。当它通过吸收体时，经过多次碰撞后，才损失较多能量。每一次碰撞后，α粒子的运动方向基本上不发生偏转，因此它的径迹是直线。带电粒子在吸收体内单位长度上的能量损失，称为线性阻止本领S

dx

dE

S -= （1）

它的单位是cm erg /，实际上，常换算成nm keV /或2/cm ug eV ?。把S 除以吸收体单位体积内的原子数N ，称为阻止截面，有∑e 表示，并常取21510/-?cm ATOM eV 为单位。

dx

dE

N e 1-=∑ (1′) 对非相对论性α粒子

《核物理实验方法》作业汇总(期末复习)

《核物理实验方法》作业汇总（期末复习） 2016.5.6汇总谢伟 第一次作业： 1、简述高压倍增器的优缺点及主要用途。 2、画出静电加速器的示意图并简述其工作原理。 第二次作业： 1、画出直线加速器的示意图并说明其工作原理（需查阅相关课外资料） 2、画出回旋加速器的示意图并证明旋转频率与速度无关。 第三次作业 1、带电粒子主要通过哪两种方式在物质中损失能量？ 2、什么是切伦科夫辐射和穿越辐射？ 3、光子通过哪三种方式在物质中损失能量？ 第四次作业 1.什么是气体探测器？气体探测器有哪几个工作模式？请说明每个工作模式的特点。 2.请画出电离室的电荷感应过程示意图。并结合示意图简要说明电离室的工作原理。

3.电离室的优缺点是什么，有哪些应用？ 第五次作业 1.正比计数器的工作原理是什么？正比计数器有哪些性能参数？ 2.正比计数器有哪些应用？请举例说明。 3.以有机管为例，说明G-M计数器的工作原理和猝灭机制。 第六次作业 1、请简述多丝正比室的测量原理 2、漂移室在高能物理上有什么应用？ 第七次作业 1、流光-放电模式是怎么形成的，请简单定性说明。 2、请简述电阻板室的结构和性能。 第八次作业 1、利用能带论解释绝缘体、导体、半导体的区别。 2、什么是P型半导体？什么是N型半导体？什么是PN结？ 3、简述半导体探测器的工作原理。 4、常见的径迹测量半导体有哪几种？

第九次作业 1、画出闪烁探测器的组成示意图并说明其工作原理。从粒子进入闪烁体内损失能量到转变为电信号，可以分成哪几个阶段？ 2、结合教材P235的表6.2.1回答，哪种无机晶体具有最大的光输出？哪种无机晶体具有最短的发光衰减时间？BGO 晶体的发射光谱主峰是多少？ 3、有机闪烁体可以分为哪三大类？每类各有什么优缺点？ 4、光电倍增管由哪几部分构成？并简单说明光电倍增管的工作原理。 第十次作业 1、解释什么是伽马射线的全能峰、康普顿连续谱、逃逸峰？ 2、结合教材P285图6.5.13回答： （1）图中的两个三角形表示什么电路？ （2）图中“符合1”和“符合2”的作用分别是什么？对应什么样的逻辑电路？ （3）简述该图是如何测量多丝正比室的探测效率的？ 3、请写出切伦科夫辐射角公式，并解释如何利用切伦科夫探测器分辨速度不同的粒子？

传感技术实验讲义5个

实验做第一个（第七周）和第三个（第八周） 实验一 单臂电桥、半桥和全桥的比较 实验目的：了解金属箔片式应变片，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。 所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬梁称重传感器、砝码、应变片、F/V 表、主、副电源。 实验原理与公式： （1）单臂电桥 平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3 输出电压： 灵敏度： （2）半桥 平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3 输出电压： 灵敏度： （3）全桥 平衡条件： R 1R 4 = R 2R 3 输出电压： R R E U 1 04?? =4 E U K ＝ 1 02R E U R ?=? 2 E U K ＝ 1 0R U E R ?=

旋钮初始位置： 直流稳压电源拨到2V档，F/V表拨到2V档，差动放大器增益旋钮调到最大。 实验步骤： （1）了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片应变片。 （2）差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口vi 相连；调节差动放大器的增益旋纽到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，然后关闭主、副电源。 （3）根据下图，R1、R2、R3为电桥的固定电阻；R4＝Rx为应变片。将稳压电源的切换开关置4v档，F/V表置20v。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，等待数分钟后将F/V表置2v，再调节电桥W1（慢慢调）使F/V 表显示为零。 （4）在传感器的托盘上放上一只砝码，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。 表1 （5）保持放大器增益不变，将固定电阻R3换为与R X(R4)工作状态相反的另一应变片，即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节电桥的W1使F/V表显示为零，重复（4）过程同样测得读数，填入表2。 表2

原子核物理实验方法课后习题(答案)

第一章习题 1. 设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。 解： 05 1525 (,)!5(0;5)0.0067 0!5 (0;5)0.0337 1!5(0;5)0.0842 2! N N r r r r N P N N e N P e P e P e ----=?=?==?==?= 在1秒内小于或等于2的概率为： (0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++= 2. 若某时间内的真计数值为100个计数，求得到计数为104个的概率，并求出计数值落在90-104范围内的概率。 解：高斯分布公式2 222)(2 2)(2121 )(σπσ πm n m m n e e m n P -- -- = = 1002==σm == =-- --2 2 22)104(2 2)(2121 )104(σπσ πm m m n e e m P 将数据化为标准正态分布变量 110 100 90)90(-=-= x 4.010100 104)104(=-=x 查表x=1，3413.0)(=Φx ，x=，1554.0)(=Φx 计数值落在90-104范围内的概率为

3. 本底计数率是500±20min -1，样品计数率是750±20min -1，求净计数率及误差。 解：t n = σ 本底测量的时间为：min 2520500 2 === b b b n t σ 样品测量时间为：min 35207002 === s s s n t σ 样品净计数率为：1min 200500700-=-=-= b b s s t n t n n 净计数率误差为：1min 640-== +=+= b s b b s s t n t n σσσ 此测量的净计数率为：1min 6200-± 4. 测样品8min 得平均计数率25min -1，测本底4min 得平均计数率18min -1，求样品净计数率及误差。 解：1min 71825-=-=-= b b s s t n t n n

数字电子技术实验讲义(电13)

……………………………………………………………精品资料推荐………………………………………………… 数字电子技术 实验指导书 杨延宁编 延安大学信息学院 2015年5月

前言 数字电路是一门理论性和技术性都较强的技术基础课,实验是本课程的重要教学环节,必须十分重视。 本实验讲义是为通信工程专业学生作数字电路实验而设计和编写的。编写时考虑了本专业的现行计划学时、所用教材内容及后续课程内容等。本讲义编写了八个实验,每个实验计划用时180分钟。 一、数字电路实验目的 1、验证、巩固和补充本课程的理论知识,通过理论联系实际,进一步提高分析和解决问题的能力。 2、了解本课程常用仪器的基本原理、主要性能指标, 并能正确使用仪器及熟悉基本测量方法。 3、具有正确处理实验数据、分析实验结果、撰写实验报告的能力,培养严谨、实事求是的工作作风。 二、实验准备要求 实验准备包括多方面,如实验目的、要求、内容以及与实验内容有关的理论知识都要做到心中有数,并要写好预习报告。预习报告可以简明扼要地写一些要点,而不需要按照什么格式,只要自己能看懂就行。内容以逻辑图与电路图(连线图)为主,附以文字说明或必要的记录实验结果图表。在预习报告中要求将逻辑图与连线图同时画出，这是因为，只有逻辑图则不利于连接线路，而只有连线图则反映不出电路逻辑图。在实验过程中一旦出了问题,不便进行理论分析。特别当电路较复杂时还应将逻辑图与连线图结合起来。 三、数字电路实验中的常见故障及排除 数字电路实验过程的第一步,一般都是连接线路,当线路连接好后,就可以加电进行试验。若加电后电路不能按预期的逻辑功能正常工作,就说明电路有故障,产生故障的原因大致有以下几个方面:

光电子技术实验讲义

《光电了技术实验》 实验讲义 光信息教研室

2012年9月

目录 实验一LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试............. - 2 -实验二光纤数值孔径测量实验................ - 8 - 实验三光源调制与解调实验 (10) 实验四电光调制实验 (15) 实验五声光调制实验 (19) 实验六、APD特性参数的测量 (25)

实验一 LD/LED 的P-I-V 特性曲线测试 、实验目的 1、通过测试LD/LED 的功率一电流（P-I ）特性曲线和电压一电流（V-I ）特性曲线，计算阈 值电流（I th ），掌握LED 发光二极管和LD 半导体激光器的工作特性。 、实验内容 1、测试LD/LED 的功率一电流（P-I ）特性曲线和电压一电流（V-I ）特性曲线。 三、 实验仪器 1、 LD 激光二极管（带尾纤输出， FC 型接口） 1 只 2、 LED 发光二极管 1 只 3、 LD/ LED 电流源 1 台 4、 光功率计 1 台 5、 万用表 1 台 四、 实验原理 激光器是使工作物质实现粒子数反转分布产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放 大而产生激光振荡的。激光，其英文 LASER 就是 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiatio n （受激辐射的光放大）的缩写。 1、半导体激光器的结构 半导体是由大量原子周期性有序排列构成的共价晶体，由于邻近原子的作用，电子所处的能 态扩展成能级连续分布的能带，如下图（ a ）所示，能量低的能带称为价带，能量高的能带称为 导带，导带底的能量 Eu 和价带顶的能量E 之间的能量差E u E l E g 称为禁带宽度或带隙， 不同的半导体材料有不同的带隙。本征半导体中导带和价带被电子和空穴占据的几率是相同的， N 型半导体导带被电子占据的几率大， P 型半导体价带被空穴占据的几率大。如下图（ b ）、 （c ） 所示。 图1半导体激光器的电子和空穴分布 半导体激光器的结构多种多样，基本结构是下图所示的双异质结平面条形结构。这种结构由 三层不同类型半导体材料构成，中间层通常为厚度为 0.1?0.3卩m 的窄带隙P 型半导体，称为有 源层，作为工作介质，两侧分别为具有较宽带隙的 N 型和P 型半导体，称为限制层。具有不同带 隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结。有源层与右侧的 导带 ? 4 * 4 ? ? ? ? ? ? ?* 带常 Eg 1 E L Q Q O 匚|_ O Q O O o O 卒征半导体 N 型半导体 a b N 层之间形成的是 P--N 异质 P 型半导体

核物理实验讲义

实验1 核衰变的统计规律 实验目的 1. 了解并验证原子核衰变及放射性计数的统计性。 2. 了解统计误差的意义，掌握计算统计误差的方法。 3. 学习检验测量数据的分布类型的方法。 内容 1. 在相同条件下，对某放射源进行重复测量，画出放射性计数的频率直方图，并与理论分布曲线作比较。 2. 在相同条件下，对本底进行重复测量，画出本底计数的频率分布图，并与理论分布图作比较。 3. 用2χ检验法检验放射性计数的统计分布类型。 原理 在重复的放射性测量中，即使保持完全相同的实验条件（例如放射源的半衰期足够长，在实验时间内可以认为其活度基本上没有变化，源与计数管的相对位置始终保持不变；每次测量时间不变，测量仪器足够精确，不会产生其它的附加误差等等)，每次的测量结果并不完全相同，而是围绕着其平均值上下涨落，有时甚至有很大的差别。这种现象就叫做放射性计数的统计性。放射性计数的这种统计性反映了放射性原子核衰变本身固有的特性，与使用的测量仪器及技术无关。 1. 核衰变的统计规律 放射性原子核衰变的统计分布可以根据数理统计分布的理论来推导。放射性原子核衰变的过程是一个相互独立彼此无关的过程，即每一个原子核的衰变是完全独立的，和别的原子核是否衰变没有关系，而且哪一个原子核先衰变，哪一个原子核后衰变也纯属偶然的，并无一定的次序，因此放射性原子核的衰变可以看成是一种伯努里试验问题。设在t=0时，放射性原子核的总数是0N ，在t 时间内将有一部分核发生了衰变。已知任何一个核在t 时间内衰变的概率为)1(t e p λ--=，不衰变的概率为q=1-p=e t λ-， λ是该放射性原子核的衰变常数。 利用二项式分布可以得到在t 时间内有n 个核发生衰变的概率P(n)为 n N t n t e e n n N N n p -----= 0)()1(! )!(!)(00λλ （1） 在t 时间内，衰变掉的粒子平均数为 )1(00t e N p N m λ--== （2） 其相应的均方根差为 2 10)()1(t me p m pq N λσ-=-== （3）

粒子物理和核物理实验方法课程教学大纲

粒子物理与核物理实验方法课程教学大纲 课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） PH067 *学时 （Credit Hours） 3 *学分 （Credits） 48 *课程名称 （Course Name） 粒子物理与核物理实验方法 Methods of Experimental Nuclear and Particle Physics 课程性质 (Course Type) 专业选修课 授课对象 （Audience） 物理学专业、物理学专业（国际班）大学三年级本科生 授课语言 (Language of Instruction) 英文 *开课院系 （School） 物理与天文学院 先修课程 （Prerequisite） 物理学引论，电动力学，量子力学1 授课教师 （Instructor） 课程网址 (Course Webpage) *课程简介（Description） 这是一个粒子与核物理实验的入门级课程，对原子核和粒子物理学中的各种实验方法做了概述。课程的目标是使物理方向的高年级本科生或低年级研究生，从没有专业基础开始进阶到可以开始从事粒子实验方向的研究工作。课程涵盖了原子核与粒子中的基本相互作用过程、粒子束和加速器原理、基本粒子和物质的相互作用、各类常用粒子探测器原理、粒子物理常用的统计方法和数据分析技术。课程的最后将有一系列诺奖级的粒子物理实验的实例，每一个都是标准模型建立过程中的关键实验。本课程将重点培养学生设计实验和估算实验观测量的能力，鼓励学生组成团队，选定一个前沿的研究课题，完成一项实验的概念设计，每一个小组在学期结束时进行答辩。 *课程简介（Description） This is an introductory course which gives an overview of various experimental methods in modern nuclear and particle physics. The goal is to equip senior undergraduate or starting graduate students who have no relevant background with basic knowledge to jump start on the experimental research projects. The course covers basic nuclear and particle interaction processes, particle accelerator, passage of particle in matter and detector technologies, basics of statistics and analysis, as well as example experiments which established the foundation of the standard model. The students are expected to work in groups and develop an experimental proposal at the conceptual stage on selected topics, perform estimates on basic observables, and make a 15‐minutes PPT defense at the end of the semester. 课程教学大纲（Course Syllabus）

电力电子技术A实验讲义

实验四三相半波可控整流电路的研究一．实验目的 了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作情况。 二．实验线路及原理 三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。 实验线路见图4－1。 1) 电源控制屏位于MEL-002T； 2) L平波电抗器位于NMCL-331挂件； 3) 可调电阻R位于NMEL-03/4挂件 4) G给定（Ug）位于NMCL-31调速系统控制单元中； 5) Uct位于NMCL-33F挂件； 6) 晶闸管位于NMCL-33F挂件。 图4-1 三．实验内容 1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作情况。

2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作情况。 四．实验设备及仪表 1．教学实验台主控制屏2．触发电路及晶闸主回路组件 3．电阻负载组件4．示波器 五．注意事项 整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。 六．实验方法 1. 三相半波可控整流电路带电阻性负载。 合上主电源，接上电阻性负载R。 ⑴改变给定电压U g，观察在不同触发移相角α（30°、60°）时，可控整流电路的输出电压U d的波形，并记录相应的U d、I d值。 ⑵改变给定电压U g，当α=30°时，记录晶闸管A、K间端电压U VT=f（t）的波形。 2. 三相半波可控整流电路带电阻—电感性负载。 接入的电抗器L=700mH。 ⑴改变给定电压U g，观察在不同触发移相角α（30°、60°）时，可控整流电路的输出电压U d的波形，并记录相应的U d、I d值。 ⑵改变给定电压U g，当α=30°时，记录晶闸管的端电压U VT=f（t）（电阻性负载、电阻—电感性负载）、I d=f（t）（电阻—电感性负载）的波形。 实验方法的具体内容，可参照表4进行。 七. 实验报告 分析、记录上述“实验方法”中的数据、波形等。 八、触发电路的调试方法 按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。 ⑴用示波器观察触发电路及晶闸管主回路的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲。触发脉冲均为双脉冲双脉冲之间间隔60°。

电工学电子技术实验讲义

电工与电子技术实验讲义

实验一 晶体管共射极单管放大电路 一、实验目的 （1）熟悉电子电路实验中常用的示波器、函数信号发生器的主要技术指标、性能及使用方法。 （2）掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 （3）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 （4）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻* 、输出电阻* 的测试方法。 二、实验原理 图2-1为电阻分压式工作点稳定的共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R F 和R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号i u 后，在放大器的输出端便可得到一个与i u 相位相反、幅值被放大了的输出信号0u ，从而实现了电压放大。 图2-1 共射极单管放大器实验电路 在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管V 的基极电流IB 时(一般5-10倍)， 则其静态工作点可用下式估算 )(E F C C CC CE F E BE B E R R R I U U R R U U I ++-=+-= 电压放大倍数 //(1)C L u be F R R A r R β β=-++ 输入电阻 be B B i r R R R ////21= 输出电阻 C R R ≈0 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。 在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据；在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质的放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

最新光电显示技术实验讲义

光电显示技术实验讲 义

实验一有机发光器件（OLED）参数测量 一、实验目的： 1.了解有机发光显示器件的工作原理及相关特性； 2.掌握OLED性能参数的测量方法； 二、实验原理简介： 1979年，柯达公司华裔科学家邓青云（Dr. C. W. Tang）博士发现黑暗中的有机蓄电池在发光，对有机发光器件的研究由此开始，邓博士被誉为OLED之父。 OLED (Organic Light Emitting Display，中文名有机发光显示器）是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光的现象。OLED用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。

图1：OLED结构示意图 与LCD相比，OLED具有主动发光，无视角问题，重量轻，厚度小，高亮度，高发光效率，发光材料丰富，易实现彩色显示，响应速度快，动态画面质量高，使用温度范围广，可实现柔软显示，工艺简单，成本低，抗震能力强等一系列的优点。 如果一个有机层用两个不同的有机层来代替，就可以取得更好的效果：当正极的边界层供应载流子时，负极一侧非常适合输送电子，载流子在两个有机层中间通过时，会受到阻隔，直至会出现反方向运动的载流子，这样，效率就明显提高了。很薄的边界层重新结合后，产生细小的亮点，就能发光。如果有三个有机层，分别用于输送电子、输送载流子和发光，效率就会更高。 为提高电子的注入效率，OLED阴极材料的功函数需尽可能的低，功函数越低，发光亮度越高，使用寿命越长。可以使用Ag 、Al 、Li 、Mg 、Ca 、In等单层金属阴极，也可以将性质活泼的低功函数金属和化学性能较稳定的高功函数金属一起蒸发形成合金阴极。如Mg: Ag（10: 1），Li:Al (0.6%Li)，功函数分别

核物理实验报告

闪烁γ能谱测量实验报告 张传奇2012012784 一、实验目的 1. 加深对γ射线和物质相互作用的理解。 2. 掌握NaI(Tl)γ谱仪的原理及使用方法。 3. 学会测量分析γ能谱。 4. 学会测定γ谱仪的刻度曲线。 二、实验仪器 FH1901NaI(Tl)闪烁谱仪、SR-28 双踪示波器、137Cs放射源、60Co放射源 三、实验原理 1、γ射线与物质相互作用 γ射线与物质相互作用主要有光电效应、康普顿散射及电子对效应。 在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗与光电子脱离原子束缚所需的能量，另一部分就作为光电子的能量，所以，释放出来的光电子能量就是入射光子的能量和该束缚电子所处的电子的壳层的结合能B γ之差，因此 E光电子=Eγ-Bi= Eγ 即光电子的动能近似等于γ射线的能量。值得注意的是，由于必须满足动量守恒定律，自耦电子不能吸收光子能量二成为光电子。光电效应的发生除入射光子和光电子之外，还需一个第三者参加，这个第三者就是发射光电子之后剩余下来的整个原子，它带走一些反冲能量，由于他的参加，动量和能量守恒才能满足。 康普顿散射是γ光子与原子外层电子相互作用的结果。这是γ光子与物质中“自由”电子（包括束缚甚弱的电子）非弹性散射的过程，根据散射过程中的动量守恒和能量守恒定律可求得散射电子（又称康普顿电子）的动能为： 式中m0c2为电子静止能量，?为γ光子的散射角，v为散射光子频率。 发生康普顿效应时，散射光子可以向各个方向散射。对于不同方向的散射光子，其对应的反冲电子的能量也不同。因而，即使入射γ光子的能量是单一的，反冲电子的能量的确实随散射角连续变化的。 电子对效应时γ光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑力的作用下，γ光子转化为一个正电子和一个富电子的过程。根据能量守恒定律，只有当入射光子的能量hv大于m0c2，即大于1.02Mev时，才能发生电子对效应，与光电子效应相似，电子对效应除涉及入射光子和电子对意外，必须要有原子核参加。 2、能谱分析 γ射线与闪烁体发生光电效应时，γ射线产生的光电子动能为：

数字电子技术实验指导书

数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405

数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。

目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用

实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。

实验讲义1

哈尔滨工程大学2009年春 密码学实验讲义 马春光 教 授 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 武 朋 实验师 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院

前言 密码学（Cryptology）是研究秘密通信的原理和破译秘密信息的方法的一门学科。密码学的基本技术就是对数据进行一组可逆的数学变换，使未授权者不能理解它的真实含义。密码学包括密码编码学（Cryptography）和密码分析学（Cryptanalyst）两个既对立又统一的主要分支学科。研究密码变化的规律并用之于编制密码以保护信息安全的科学，称为密码编码学。研究密码变化的规律并用之于密码以获取信息情报的科学，称为密码分析学，也叫密码破译学。 密码学在信息安全中占有非常重要的地位，能够为信息安全提供关键理论与技术。密码学是一门古老而深奥的学问，按其发展进程，经历了古典密码和现代密码学两个阶段。现代密码学（Modern Cryptology）通常被归类为理论数学的一个分支学科，主要以可靠的数学方法和理论为基础，为保证信息的机密性、完整性、可认证性、可控性、不可抵赖性等提供关键理论与技术。 哈尔滨工程大学已经为计算机科学与技术专业本科生开设了多轮的“密码学”课程，并将依托信息安全专业加大力度进行“密码学”课程建设。考虑到授课对象的计算机学科背景，以及密码学、特别是基本密码算法在信息安全中的应用越来越广泛，设置相应的实验内容变得十分必要。 本讲义为配合“密码学”课程实验而编写，目的是通过编程实践，深入理解理论课中所讲授的基本密码算法，为更深入的密码工程技术应用提供基础。本讲义初步设计了5个实验项目，古典密码算法、对称加密算法DES、Hash算法MD5、公钥密码算法RSA、数字签名算法DSA。通过系统的实验项目训练，选课学生能够使用C语言，对经典密码算法进行软件编码实现。 结合理论教学和实验教学实践，我们将逐步对实验内容和讲义进行完善和扩展，最终形成一本有实用价值的实验教材，欢迎您的任何建议和意见。 马春光 machunguang@https://www.sodocs.net/doc/2b11718596.html, 武朋 wupeng@https://www.sodocs.net/doc/2b11718596.html,

MCNP程序在实验核物理中的应用

MCNP程序在实验核物理中的应用 2008年3月14日星期五 一、蒙特卡罗方法简述 1. 蒙特卡罗方法又称为随机抽样技巧或统计试验方法。半个多世纪以来，由于科学技术的发展和计算机的出现与发展，这种发展作为一种独立的方法被提出来，并首先在核武器的试验与研制中得到了应用。蒙特卡罗方法是一种计算方法，但与一般数值计算方法有很大区别。它是以概率统计理论为基础的一种方法。由于蒙特卡罗方法能够比较逼真地描述事物的特点及物理实验过程，解决一些数值方法难以解决的问题，因而该方法的应用领域日趋广泛。 2.蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用是该方法最重要的应用领域之一。由于受物理条件地限制，为了得到所求结果，必须借助于理论计算。蒙特卡罗方法具有逼真地描述真实的物理过程的特点，在一定意义上讲，它可以部分代替物理实验，因而成为解决实验核物理中实际问题的非常有效的工具。 3.蒙特卡罗方法所特有的优点，使得它的应用范围越来越大。它的主要应用范围包括：粒子输运问题、统计物理、典型数学问题、真空技术、激光技术以及医学、生物、探矿等方面。蒙特卡罗方法在粒子输运问题中的应用范围主要包括：实验核物理、反应堆物理、高能物理等方面。 二、蒙特卡罗方法应用软件简介 建立完善的通用蒙特卡罗程序可以避免大量的重复性工作，并且可以在程序的基础上，开展对于蒙特卡罗方法技巧的研究以及对于计算结果的改进和修正的研究，而这些研究成果反过来又可以进一步完善蒙特卡罗程序。 1.通用蒙特卡罗程序通常具有以下特点： 具有灵活的几何处理能力 参数通用化，使用方便 元素和介质材料数据齐全 能量范围广，功能强，输出量灵活全面 含有简单可靠又能普遍适用的抽样技巧 具有较强的绘图功能 2.常用的通用蒙特卡罗程序简介 MORSE程序 较早开发的通用蒙特卡罗程序，可以解决中子、光子、中子－光子的联合输运问题。采用组合几何结构，使用群截面数据，程序中包括了几种重要抽样技巧，如俄国轮盘赌和分裂技巧，指数变换技巧，统计估计技巧和能量偏移抽样等。程序提供用户程序，用户可根据需要编写源分布以及记录程序。一般中子能量可从10-6甚至10-9Mev到20Mev。光子能量可在Kev到Gev数量级范围。电子能量也可在Kev到Gev数量级范围。 是美国橡树岭国家实验室从60年代开始研制的大型、多功能、多群中子-光子偶合输运程序。其全名是：Multigroup Oak Ridge Stochastic Experiment Code. EGS程序 EGS是Electron-Gamma Shower 的缩写，它是一个用蒙特卡罗方法模拟在任意几何中，能量从几个KeV到几个TeV的电子-光子簇射过程的通用程序包。由美国Stanford Linear Accelerator Center提供。EGS于1979年第一次公开发表，提供使用。EGS4是1986年发表的EGS程序的最新版本。

模拟电路技术基础实验讲义15页

模拟电路技术基础实验讲义 一、实验目的 1、熟悉电子元器件，练习检测三极管的方法。 2、掌握放大器静态工作点的测试方法和其对放大器性能的影响。 3、学习测量放大电路Q点及交流参数Av，Ri，R。的方法。 4、学习放大器的动态性能，观察信号输出波形的变化。 二、实验仪器 1、双宗示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 三、预习要求 1、能正确使用示波器、信号发生器及数字万用表。 2、熟练三极管特性测试及单管放大电路工作原理。 3、比较三种组态的基本性能的相同点和不同点。 四、实验内容 １、实验电路 (a) (c) （１）用万用表判断三极管Ｖ的极性及好坏，估测三极管的β值。 （２）分别先后按图（a）接好电路，调Rb到最大位置。 （３）仔细检查后，送出，观察有无异常现象。 ２、静态调整 调整Rp使Ve＝2.2V计算并测量填表 表一 ３、动态研究 （１）将信号调到f=1KHz 幅值为3mV 接Vi观察Vi和V。端波形，并比较相位，测出相位差。 （２）信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察V。不失真时的最大值并填表。 表二放大倍数测量计算数据表 (3)保持Vi=5mv不变，放大器接负载RL，改变RL数值的情况下测量，并将计算值填表

（4）保持Vi=5mv不变，增大和减小Rp。观察V。波形变化。测量并填入表4。 注意：若失真观察不明显，可以调节Vi幅值重新观察。 4。放大器输入、输出电阻 （３）输入电阻测量 在输入端串接一个５.1K电阻。如图 测量Vs与Vi 。计算ri （４）输出电阻测量 在输出端接入可调电阻作为负载。如图 选择合适的Rl值，使放大器输出不失真。测量有负载和空载时的r。，即可计算r0 将上述测量及计算结果填入表５中 表５ ４、将电路换为图b、图c。分别重复上述实验。作记录。 ５、根据图a、图b、图c、的测算结果填表 五、实验报告 １、对每一测试结果及数据表进行分析，得出基本结论，与估算值进行比较，分析误差及其原理。 ２、讨论三种组态的放大电路各自的特点。 ①影响放大倍数的因数 ②影响r。ri的因数 ③三种组态的比较

液晶显示技术试验讲义

附件一 彰化師大光電所 光電實驗技術 液晶顯示技術實驗講義 (初稿) Version Ⅰ

實驗項目： 1.基版、液晶空盒之製作及聚光干涉圖樣之觀察。 2. TN 面板之製作及量測。 3. PSCT 面板之製作及量測。 4. SSCT面板之製作及量測。 5.圖形顯示及4X4顯示面板之製作。

實驗一基板、液晶空盒之製作及聚光干涉圖樣之觀察 一、目的： (1) 學習基板處理及製作水平、垂直配向液晶樣品。 (2) 觀察各樣品於聚光干涉儀下之圖樣，藉以瞭解配向原理與效果 二、使用儀器設備及材料： 儀器設備：超音波清洗機、紫外光源、烘箱、旋轉塗佈機、聚光干涉儀、摩擦配向機。 使用材料：ITO玻璃、玻璃清潔藥品、PVA (水平配向用)、DMOAP (垂直配向用)、spacer (間隔物)、向列相液晶(nematic LC, NLC) (E7)、紫 外硬化膠。 三、實驗步驟： (一) 玻璃的清洗： (1) 以玻璃切割機製作ITO玻璃基板為尺寸約2cm 3cm數塊，並整齊擺置 於鐵槽上。 (2) 將此鐵槽（先清洗乾淨）置於裝有RO水稀釋化學清潔液(1:20) 之容 器中，於超音波清洗機(內裝定量RO水) 內振盪清洗~20分鐘後倒掉 此清潔液，並以RO水沖刷掉附著之泡沫。 (3) 換裝以RO水，重複步驟(2) 三次。 (4) 換裝以丙酮，重複步驟(2) 一次，振盪完時立即將裝有已清洗過玻璃 群之鐵槽置於烘箱內(~70o C) 約數分鐘後直至丙酮立即完全揮發，此 時玻璃清洗完成。 (二) 水平配向(homogeneous alignment) 膜製作： (1) 準備PVA (Polyvinyl Alcohol；顆粒狀) 及RO水混於容器中，製作PVA 溶液(~0.05wt%)；其中加熱皿至100o C並放入攪拌石，使PVA顆粒 溶解於水中後，冷卻備用。 (2) 使用旋轉塗佈機塗佈PVA溶液於已清洗乾淨之玻璃基片。 (3) 將玻璃基片置入烘箱內(~120o C) 約20分鐘，烤乾後移出。 (4) 最後，以摩擦配向機(Rubbing Machine) 摩擦玻璃基片(ITO面) ， 完成水平配向膜之塗佈；滾筒轉速依最初調至較佳經驗值後固定不動。

核物理实验讲义

实验名称: Si(Li) X射线谱仪 一、目的: 1.了解Si(Li)谱仪的工作原理和基本技能，初步掌握它的使用方法。 2.对谱仪进行能量刻度，计算谱仪的能量分辨率。 3.学会一种元素的分析方法—荧光分析法。 二、设备: 4.Si(Li)探测器 5.前放，主放，高压电源 6.238Pu激发源 7.Mn，Fe，Co，Cu，Zn等纯金属或氧化物片 8.待分析药品 三、步骤: 用238Pu作激发源 1.分别测(Fe，Co，Zn，Mn，Ni，Cu)特征谱，记下每种元素的Kα峰中心道的道数 和半宽度。要求峰中心道记数误差不大于4% 2.测待分析样品特征谱。记下Kα峰位的道址。 四、报告: 1. 由Mn，Fe，Co，Ni，Cu和Zn的k∞峰位道址与能量(由手册中查出)作能量刻度曲 线。 2. 计算各种元素的Kα峰的半宽度(以能量为单位)和能量分辨率，作出能量 E与能量分 辨率的曲线。 3. 根据待分析样品的Kα峰位和能量刻度曲线，确定该元素为何种元素。 实验名称: NaI(Tl) γ单晶闪烁谱仪 一、目的: 1. 了解NaI(Tl)γ单谱的基本结构和单能谱的形状。 2. 用一套标准源对谱仪进行能量刻度，验证分辨率和能量关系。 3. 用相对比较法测未知源的活度。 二、设备: 1.NIM插件箱供电装置。 2.FH~1034A高压，FH1001A线性放大器各一台。 3.FH1001A定标器一台。 4.FJ375 Na(Tl)γ探头一个 5.多道分析器一台 6.标准源一套，待测源一个。

三、步骤: 1选择好工作高压和放大器放大倍数，使137Cs的全能峰位于100道附近(多道分析器的道数选择为256道)。测137Cs的全谱，定时五分钟，并记录下来(参考数:工作高压:4*150伏，放大*4) 2 用137Cs，60Co源对谱仪进行能量刻度:分别记下它们的全能峰道道址和半宽度FWHM 所对应的道数。 3 测未知源的强度:测其能谱和它的一个全能峰的面积:选出与它相应的标准源，测出同 一全能峰的面积:去掉源测本底(注意:测量时要保持能量不变，测量时间，道宽，放大倍数一相同) 注:全能峰下总计数误差<1%。 四、报告: 1. 在半对数坐标纸上画出137Cs的能谱，求出FWHM和能量分辨率。 2. 用标准源做能量刻度曲线。并用最小二乘直线拟合，求出它的直线表达式，并求出 各峰的FWHM的能量值。 3. 鉴别未知源为何种源(说明原因)，标出源活度(注意标准源的生产日期，活度，半衰 期)。 实验名称:金硅面垒α谱仪 一、目的: 1.对谱仪进行能量刻度;计算能量分辨率; 2.确定未知源的α能量; 3.测量239Pu的α能量: 二、设备: 1. FH—445A α探头架 2 .FH—42 3 电荷灵敏前置放大器，主放大器 3. S—30 多道分析器 4. 真空机械泵 5. 241Am和239Pu α源 三、步骤: 1.将241Am α源放入真空室内，抽真空。 2.连好线路，调整谱仪参数。确定探测器的工作电压参考数，前置放大*5主放 大100*0.6

下游技术实验讲义

【实验一】薄层层析分析果汁糖成分√ 【目的要求】 学习、掌握薄层层析分离的基本操作技术。 【实验原理】 薄层层析是一种微量而快速的层析方法。最早是Izmailov和Schraiber在1938年采用氧化铝薄层分离了植物提取液。层析是在吸附剂或支持剂均匀涂布的薄层上进行的，故称薄层层析。 为了使所要分析的样品各组分得到分离，必须选择合适的吸附剂。硅胶、氧化铝和聚酰胺是广泛采用的吸附剂，硅藻土和纤维素是分配层析中最常用的支持剂，在吸附刘或支持剂中添加了适合的粘合剂再涂布，可使薄层粘牢在玻璃板（或涤纶片基）这类基底上。 硅胶G是一种添加了粘合剂的硅胶粉，约含12%-13%的石膏（CaSO4）,它可以把一些物质从溶液中吸附于自身的表面上，利用它对各种物质的吸附能力不同，再用适当的溶剂系统展层使不同的物质得以分离。例如糖在硅胶G薄层上的移动速度与糖的分子量和羟基数有关，经过适当的溶剂展开后，糖在薄板上的移动速度是戊糖>己糖>双糖>三糖。若用硼酸溶液市制硅胶G可改进分离效果。对己分开的斑点显色，而将与它位置相当的另一个未显色的斑点从薄层上与硅胶G一起刮下，以适当的溶剂将糖从硅胶G上洗脱下来，就可用糖的定量测定方法各组分的含糖量。 薄层层析一般采用上行法，在具有密闭盖子的玻璃缸中进行，溶剂倒于缸底，简单地将薄板放入即可。保证层析缸内有饱和的蒸气是实验成功的关键。保证措施是在层析缸内壁衬一层浸湿溶剂的滤纸或缩小层析缸的容积。因为层析时，溶剂会从薄层上蒸发，样品移动到一定距离的时间就会处长。若所用溶剂系统由几个成分组成，挥发性较大的成分首先蒸发，就会使混合溶剂的组分改变，而溶剂的蒸发从薄板的中央向两边递减，致使溶剂前沿呈弯曲状，结果往往是使两边的R f值大于中央位置的R f值。 薄层层析与其它方法比有明显的优点：层析时间短，可以分离多种化合物，用样品量少（微克级），与纸层析相比要灵敏10-100倍，观察结果方便，显色方法甚至可以用腐蚀性显色剂。 【实验用品】 1.器材：层析柱，铁架台及蝴蝶夹，部分收集器，恒流泵，喷雾器，层析缸，恒温烘箱，电吹风，毛细玻璃管，离心机，离心管，研钵，玻璃板等 2.药品试剂：硅胶G，果汁(自制)，1%标糖溶液（葡萄糖、果糖、蔗糖、鼠李糖、棉籽糖、木糖等）、混合糖溶液、显色剂（苯胺、二苯胺、丙酮、磷酸），展开剂（正丁醇：乙酸乙酯：异丙醇：冰乙酸：水=2：6：6：4：1） 【实验过程】 1、制备硅胶G薄层板 取硅胶G粉3.0g研钵中，加9mL 0.5%的羧甲基纤维素钠水溶液，调匀后铺于洁净平整的玻板上，铺层后自然风干、固结，再于105o C烘箱中烘干活化1h。取出后可用，亦可贮于干燥器中备用。薄层表面要求平整，厚薄均匀。 2、糖在硅胶G薄层上的分离 选制备好的薄板一块，在距底边1.5～2cm的位置用铅笔轻画直线，选6个点，相互等距（大于1cm）。用毛细管分别点上不同的糖样品(点1~2次即可)，斑点直径不超过3mm。待薄层上样品自然干燥后，将薄板置于盛有层析溶剂的层析缸中，自下向上展层，当展层溶剂到达离薄板项端约1cm处时取出薄板，前沿作一记号，吹干，除尽溶剂后均匀地喷上苯胺-二苯胺显色剂，100o C烘烤5~10min。 3、观察记录。