تعداد صفخات : 32 صفخه -
قالب بندی : word
تولید پرتو x
در این مجموعة آزمایش، براش براگ پرتو x و میکروموج از ساختارهای تناوبی بررسی خواهد شد. در اینجا توضیحی کوتاه دربارة تولید پرتوی xای که استفاده می‌کنیم ارائه می‌دهیم.
شکل زیر طراحی از از لامپ پرتو x است.
الکترونها از کاتد داغ، گسیل گرمایونی می‌شوند: این کاتد دارای اختلاف پتانسیل زیاد V با آند هدف است. در پی برخورد الکترونها به آند، پرتو x با توزیع شدت طیفی شبیه به آنچه که در شکل زیر آمده گسیل می‌شود.
این طیف شامل دو بخش اساسی است.
- طیف تابشی پوسته و پهن که تابش ترمزی خوانده می‌شود و به علت کند‌شدن ناگهانی الکترونها پس از برخورد با آن به وجود می‌آید. طیف این تابش از طول موج کمینة که طول موج فوتونی حامل همة انرژی جنبشی الکترون فرودی روی آند، شروع می‌شود و با کاهش شدت تا طول موجهای بلند (فوتونهای کم انرژی) ادامه دارد. از نظر براش پرتو x ، این بخش از تابش لامپ معمولاً به عنوان زمینه در نظر گرفته می‌شود.
- روی طیف پیوستة تابش ترمزی مجموعه‌ای از خطوط تقریباً تکفام پرتو x قرار دارد که بیانگر ساختار اتمی اتمهای آند است. به چگونگی تولید این تابش مشخصه در شکل زیر اشاره شده است.
الکترون پر انرژی به آند برخورد م‌کند و یکی از از الکترونهای پسوتة دخلی یکی از اتمهای آند را به بیرون پرتاب می کند. فوتون پرتو x وقتی گسیل می‌شود که این جایگاه تهی با گذار الکترونی از پوستة انرژی بالاتر پر شود. این فرآیند را می‌توان در نمودار انرژی مانند آنچه در شکل آمده نشان داد.
این شکل، نمایش انرژی اتمی است که در پوسته ای معنی جایگاهی تهی دارد و همة گذارهای مجاز را نیز نمایش می دهد و نامگذاری خطهای مختلف از نام حالتهای اولیه و نهایی گذارها گرفتته شد و در شکل (*) آمده است. توجه کنید که بر هم کنش اسپین مدار همراه با دیگر پدیده‌های نسبیتی ترازهای انرژی پوسته‌های مختلف را بر حسب عدد کوانتومی که مشخص کنندة تکانة زاویه‌ای کل است چند شاخه می‌کند. مثلاً خط در حقیقت ترازی چند تایی است که از دو خط () تشکیل شده که در پراش پرتو x به ندرت از یکدیگر قابل تمیزاند.
تابش مشخصة بالا به علت تکفام بودن در پراش پرتو x بسیار مفید است. در این آزمایش، از آند Cu استفاده می‌کنید که خطهای گسیلی مهم آن و است. طول موجی که برای تابش داده شده میانگین مؤثر تراز دوتایی است. شدت تابش از مس تقریباً شش بار از شدت تابش با فیلتر مناسب حذف شود، تعبیر الگوی پراش ساده‌تر می‌شود.
فیلتر مناسب برای خطهای K مس، ورقه Ni است که در (به دلیل جذب فوتوالکتریک) لبة جذب دارد به طوری که طول موجهای کوتاهتر از آن جذب می‌شوند. مثلاً ورقة نیکل به ضخامت اگر به صورت فیلتر K مس استافده شود، باریکه‌ای به وجود می‌آورد که شدت مؤلفة در آن 500 بار از شدت مولفه بیشتر است.
براش براگ پرتو x
توجه :همانند سایر تابشهای یوننده، باید از پرتوگیری غیر لازم بدن احتراز کرد. هنگام کار لامپ پرتو x باید حفاظی مناسب در برابر پرتو‌های پراکنده شده قرار گیرد (برای Tel – x- Ometer حفاظ جزو تجهیزات استاندارد دستگاه است).
الف) تک بلور. تک بلور NaCl را طوری روی پایة مخصوص پراش سنج نصب کنید که طرف (100)، آن طور که طرح آن در شکل آمده است. موازی با صفحة پشتی پایة نصب باشد. ولتاژ شتاب دهندة لامپ پرتو x را قرار دهید و شدت جریان را متناسب با توان لامپ انتخابی کنید تا آنچنان که در شکل آمده باریکة موازی شده پرتو x به سطح بلور برخورد کند. روش کار براش سنج باید روش باشد یعنی به ازای چرخش پایة بلور به اندازة بازوی آشکار‌ساز یابد به اندازة حرکت کند تا زاویه‌های تابش و بازتاب را تغییر همچنان برابر بماند.
برای مقادیر در گسترة حرکت براش سنج، شدت آشکار شده را بر حسب رسم کنید. نمودار داده‌ها را رسم کنید.
همین اندازه‌گیری را با قراردادن ورقة Ni در برابر باریکة فرودی تکرار کنید.
ب) روش پودر (دبی – شرر) در نمونة پودری که از تعداد زیادی بلورکهای کوچک با راستا گزینی کاتوره‌ای تشکیل شده است هر مجموعه صفحه‌ای (hkl) در همة جهت‌های ممکن نسبت به باریکة فرودی پرتو x قرار می‌گیرد؛ این وضع در شکل نمایانده شده است. به این ترتیب به ازای هر مجموعه شاخص‌های (hkl) شرط براگ یعنی معادلة 18 همیشه برای تعداد کمی از بلورکهای صادق است:بدین معنی که به ازای هر مجموعه از صفحه‌های متناظر با ضریب ساختار غیر صفر، می‌توان در زاویة براگ برای این صفحه‌ها، یعنی زاویة نسبت به باریکة فرودی بازتابی آینه‌ای انتظار داش. مکان هندسی این جهتها، مجموعة مخروطهایی است با تیمه زاویه رأس برابر که جهت باریکة فرودی، آن چنان که در شکل قبل آمده، محور مشترک آنها است.
اگر نوار استوانه‌ای فیلم عکاسی طوری قرار گیرد که قطر آن منطبق بر جهت باریکة فرودی باشد، زاویه‌ای براگ را می‌توان با اندازه‌گیری موقعیت زاویه‌ای حلقه‌های تابش دیده به دست آورد. در این آرایش که به نام دوربین پودری شناخته شده است، نمونة پودری را به شکل استوانه‌ای در می‌آورند و آن را عمود بر صفحة فیلم قرار می‌دهند به طوری که همة انعکاسها را بتوان روی صفحة عکاسی ضبط کرد.
اگر دوربین پودری در دسترس نباشد، با ثابت نگاه داشتن نمونه و لامپ پرتو x و روییدن زاویه‌ها به آشکار ساز G-M ، می‌توان موقعیت زاویه‌ای بازتابشهای براگ را، آن چنان که در شکل قبل آمده است، به دست آورد. برای تهیة نمونه، آن را در هاون چینی بسایید تا به صورت پودر ریزی درآید؛ مدتی صبر کنید تا رطوبت کافی از هوا جذب کند که بتوان آن را به صورت فشرده، روی لام شیشه‌ای میکروسکوپ قرار داد.
موقعیت زاویه‌ای قله‌های پودر NaCl و KCl را، به همان روش بالا به دست آورید. به ازای هر قله، زاویة براگ ؛ و مقدار را در جدولی بیاورید. می‌تواند همة مقدارهای ممکن کوچکتر از 20 را اختیار کند.
دانلود تحقیق تولید پرتو x