盖革-米勒计数qi
geiger-mullerter
气ti电离探测qi。是h.盖革和p.米勒在1928年发明的。与正比计数qi类似,但所加的电压更高。带电粒子she1入气ti,在离子增zhi过程中,受激原子退激,发she1紫外光子,这些光子she1到阴极上产生光电子,光电子向阳极漂移,又引起离子增zhi,于是在guan中形成自激放电。为了使之能够计数,计数qi中充有有机气ti或卤素蒸气,能xi收光子,起到猝熄作用。盖革-米勒计数qi优点是灵min度高,脉冲幅度大,缺点是不能快速计数。1908年,德国物理学家盖革(hanswilhelmgeiger,1882-1945)(左图)按照卢瑟福(e.errutherford,1871~1937)的要求,设计制成了一台α粒子计数qi。卢瑟福和盖革利用这一计数qi对α粒子进行了探测。
1909年盖革和ma斯登(ermarsden,1889-1970)在实验中发现α粒子碰在金箔上偶尔会发生极大角度的偏折。卢瑟福对这个实验的各种参数作了详细分析,于1911年提出了原子的有he模型。
从1920年起,盖革和德国物理学家米勒(e.walthermuller,1905-1979)对计数qi作了许多改进,灵min度得到很大提高,被称为盖革-米勒计数qi,应用十分广泛。
盖革-米勒计数qi是gen据she1线能使气ti电离的xing能制成的,是最常用的一种金属丝计数qi。两端用绝缘物质封闭的金属guan内贮有低压气ti,沿guan的轴线装了金属丝,在金属丝和guanbi之间用电池组产生一定的电压(比guan内气ti的击穿电压稍低),guan内没有she1线穿过时,气ti不放电。当某种she1线的一个高速粒子进入guan内时,能够使guan内气ti原子电离,释放出几个自由电子,并在电压的作用下飞向金属丝(上图)。这些电子沿途又电离气ti的其它原子,释放出更多的电子。越来越多的电子再接连电离越来越多的气ti原子,终于使guan内气ti成为导电ti,在丝极与guanbi之间产生迅速的气ti放电现象。从而有一个脉冲电liu输入放大qi,并有接于放大qi输出端的计数qi接受。计数qi自动地记录下每个粒子飞入guan内时的放电,由此可检测出粒子的数目。
1937年盖革和物理学家席勒(leoszird,1898-1964)(右图)用九个盖革-米勒计数qi排成一个环形,测定了宇宙she1线的角分布。
盖革-米勒计数qi是he物理学和粒子物理学中不可缺少的探测qi,至今仍然是实验室中min锐的“眼睛”(左图)。
盖革计数qi
盖革计数qi。图中左下角的黑色guan是其探测qi――盖革guan。
盖革计数qi的原理图盖革计数qi(geigerter)又叫盖革-米勒计数qi
(geiger-mullerter),是一种用于探测电离辐she1的粒子探测qi,通常用
于探测α粒子和β粒子,也有些型号盖革计数qi可以探测γshe1线及xshe1线。
构造及原理
盖革计数qi是gen据she1线对气ti的电离xing质设计成的。其探测qi(称“盖革guan”)
的通常结构是在一gen两端用绝缘物质密闭的金属guan内充入稀薄气ti(通常是掺
加了卤素的稀有气ti,如氦、氖、氩等),在沿guan的轴线上安装有一gen金属丝
电极,并在金属guanbi和金属丝电极之间加上略低于guan内气ti击穿电压的电压。
这样在通常状态下,guan内气ti不放电;而当有高速粒子she1入guan内时,粒子的能
量使guan内气ti电离导电,在丝极与guanbi之间产生迅速的气ti放电现象,从而输
出一个脉冲电liu信号。通过适当地选择加在丝极与guanbi之间的电压,就可以对
被探测粒子的最低能量,从而对其种类加以甄选。
盖革计数qi也可以用于探测γshe1线,但由于盖革guan中的气ti密度通常较小,高能
γshe1线往往在未被探测到时就已经she1出了盖革guan,因此其对高能γshe1线的探测灵
min度较低。在这种情况下,碘化钠闪烁计数qi则有更好的表现。
历史
盖革计数qi最初是在1908年由德国物理学家汉斯・盖革和著名的英国物理学家卢
瑟福在α粒子散she1实验中,为了探测α粒子而设计的。后来在1928年,盖革又和
他的学生米勒(walthermuller)对其进行了改进[1],使其可以用于探测所有
的电离辐she1。
1947年,美国人sidneyh.liebson在其博士学位研究中又对盖革计数qizuo了进
一步的改进[2],使得盖革guan使用较低的工作电压,并且显著延长了其使用寿命。这种改进也被称为“卤素计数qi”。
盖革计数qi因为其造价低廉、使用方便、探测范围广泛,至今仍然被普遍地使
用于he物理学、医学、粒子物理学及工业领域。
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