تحقیق توليد پرتو x 33 ص ( ورد)

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 22 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏2- توليد پرتو x‏
‏در اين مجموعة آزمايش، براش براگ پرتو x‏ و ميکروموج از ساختارهاي تناوبي بررسي خواهد شد. در اينجا توضيحي کوتاه دربارة توليد پرتوي x‏‌‏اي که استفاده مي‏‌‏کنيم ارائه مي‏‌‏دهيم.
‏شکل زير طراحي از از لامپ‏‌‏ پرتو x‏ است.
‏الکترونها از کاتد داغ، گسيل گرمايوني مي‏‌‏شوند: اين کاتد داراي اختلاف پتانسيل زياد V‏ با آند هدف است. در پي برخورد الکترونها به آند، پرتو x‏ با توزيع شدت طيفي شبيه به آنچه که در شکل زير آمده گسيل مي‏‌‏شود.
‏اين طيف شامل دو بخش اساسي است.
‏طيف تابشي پوسته و پهن که تابش ترمزي خوانده مي‏‌‏شود و به علت کند‏‌‏شدن ناگهاني الکترونها پس از برخورد با آن به وجود مي‏‌‏آيد. طيف اين تابش از طول موج کمينة ‏ که طول موج فوتوني حامل همة انرژي جنبشي الکترون فرودي روي آند، شروع مي‏‌‏شود و با کاهش شدت تا طول موجهاي بلند (فوتونهاي کم انرژي) ادامه دارد. از نظر براش پرتو x‏ ، اين بخش از تابش لامپ معمولاً به عنوان زمينه در نظر گرفته مي‏‌‏شود.
‏ روي طيف پيوستة تابش ترمزي مجموعه‏‌‏اي از خطوط تقريباً تکفام پرتو x‏ قرار دارد که بيانگر ساختار اتمي اتمهاي آند است. به چگونگي توليد اين تابش مشخصه در شکل زير اشاره شده است.
‏الکترون پر انرژي به آند برخورد م‏‌‏کند و يکي از از الکترونهاي پسوتة دخلي يکي از اتمهاي آند را به بيرون پرتاب مي کند. فوتون پرتو x‏ وقتي گسيل مي‏‌‏شود که اين جايگاه تهي با گذار الکتروني از پوستة انرژي بالاتر پر شود. اين فرآيند را مي‏‌‏توان در نمودار انرژي مانند آنچه در شکل آمده نشان داد.
‏اين شکل، نمايش انرژي اتمي است که در پوسته اي معني جايگاهي تهي دارد و همة گذارهاي مجاز را نيز نمايش مي دهد و نامگذاري خطهاي مختلف از نام حالتهاي اوليه و نهايي گذارها گرفتته شد و در شکل (*) آمده است. توجه کنيد که بر هم کنش اسپين مدار همراه با ديگر پديده‏‌‏هاي نسبيتي ترازهاي انرژي پوسته‏‌‏هاي مختلف را بر حسب عدد کوانتومي که مشخص کنندة تکانة زاويه
‏‌‏اي کل است چند شاخه مي‏‌‏کند. مثلاً خط ‏ در حقيقت ترازي چند تايي است که از دو خط (‏) تشکيل شده که در پراش پرتو x‏ به ندرت از يکديگر قابل تميزاند.
‏تابش مشخصة بالا به علت تکفام بودن در پراش پرتو x‏ بسيار مفيد است. در اين آزمايش، از آند Cu‏ استفاده مي‏‌‏کنيد که خطهاي گسيلي مهم آن ‏ ‏و ‏ است. طول موجي که براي تابش ‏ داده شده ميانگين مؤثر تراز دوتايي ‏ است. شدت تابش ‏ از مس تقريباً شش بار از شدت تابش ‏ ‏با فيلتر مناسب حذف شود، تعبير الگوي پراش ساده‏‌‏تر مي‏‌‏شود.
‏فيلتر مناسب براي خطهاي K‏ مس، ورقه Ni‏ است که در ‏ (به دليل جذب فوتوالکتريک) لبة جذب دارد به طوري که طول موجهاي کوتاهتر از آن جذب مي‏‌‏شوند. مثلاً ورقة نيکل به ضخامت ‏ اگر به صورت فيلتر K‏ مس استافده شود، باريکه‏‌‏اي به وجود مي‏‌‏آورد که شدت مؤلفة ‏ در آن 500 بار از شدت مولفه ‏ بيشتر است.
‏براش ‏براگ پرتو x‏
‏توجه :‏‌‏همانند ساير تابشهاي يوننده، بايد از پرتوگيري غير لازم بدن احتراز کرد. هنگام کار لامپ پرتو x‏ بايد حفاظي مناسب در برابر پرتو‏‌‏هاي پراکنده شده قرار گيرد (براي Tel – x- Ometer‏ حفاظ جزو تجهيزات استاندارد دستگاه است).
‏الف) تک بلور. تک بلور NaCl‏ را طوري روي پاية مخصوص پراش سنج نصب کنيد که طرف (100)، آن طور که طرح آن در شکل آمده است. موازي با صفحة پشتي پاية نصب باشد. ولتاژ شتاب دهندة لامپ پرتو x‏ را ‏ قرار دهيد و شدت جريان را متناسب با توان لامپ انتخابي کنيد تا آنچنان که در شکل آمده باريکة موازي شده پرتو x‏ به سطح بلور برخورد کند. روش کار براش سنج بايد روش ‏ باشد يعني به ازاي چرخش پاية بلور به اندازة‏‌‏ ‏ بازوي آشکار‏‌‏ساز يابد به اندازة ‏ حرکت کند تا زاويه‏‌‏هاي تابش و بازتاب را تغيير ‏ همچنان برابر بماند.
‏براي مقادير ‏ در گسترة حرکت براش ‏سنج، شدت آشکار شده را بر حسب ‏ رسم کنيد. نمودار داده‏‌‏ها را رسم کنيد.
‏همين اندازه‏‌‏گيري را با قراردادن ورقة Ni‏ در برابر باريکة فرودي تکرار کنيد.
‏ب) روش پودر (دبي ‏–‏ شرر) در نمونة پودري که از تعداد زيادي بلور‏‌‏کهاي کوچک با راستا گزيني کاتوره‏‌‏اي تشکيل شده است هر مجموعه صفحه‏‌‏اي (hkl)‏ در همة جهت‏‌‏هاي ممکن نسبت به باريکة فرودي پرتو x‏ قرار مي‏‌‏گيرد؛ اين وضع در شکل نمايانده شده است. به اين ترتيب به ازاي هر مجموعه شاخص‏‌‏هاي (hkl)‏ شرط براگ يعني معادلة‏‌‏ 18 هميشه براي تعداد کمي از بلورکهاي صادق است:‏‌‏بدين معني که به ازاي هر مجموعه از صفحه‏‌‏هاي متناظر با ضريب ساختار غير صفر، مي‏‌‏توان در زاوية ‏براگ براي اين صفحه‏‌‏ها، يعني زاوية‏‌‏ ‏ نسبت به باريکة فرودي بازتابي آينه‏‌‏اي انتظار داش. مکان هندسي اين جهتها، مجموعة مخروطهايي است با تيمه زاويه رأس برابر ‏ که جهت باريکة فرودي، آن چنان که در شکل قبل آمده، محور مشترک آنها است.
‏اگر نوار استوانه‏‌‏اي فيلم عکاسي طو‏ري قرار گيرد که قطر آن منطبق بر جهت باريکة‏‌‏ فرودي باشد، زاويه‏‌‏اي براگ را مي‏‌‏توان با اندازه‏‌‏گيري موقعيت‏‌‏ زاويه‏‌‏اي حلقه‏‌‏هاي تابش ديده به دست آورد. در اين آرايش که به نام دوربين پودري شناخته شده است، نمونة پودري را به شکل استوانه‏‌‏اي در مي‏‌‏آورند و آن را عمود بر صفحة فيلم قرار مي‏‌‏دهند به طوري که همة انعکاسها را بتوان روي صفحة عکاسي ضبط کرد.
‏اگر دوربين پودري در دسترس نباشد، با ثابت نگاه داشتن نمونه و لامپ‏‌‏ پرتو x‏ و روييدن زاويه‏‌‏ها به آشکار ساز G-M‏ ، مي‏‌‏توان موقعيت زاويه‏‌‏اي بازتابشهاي براگ را، ‏آن چنان که در شکل قبل آمده است، به دست آورد. براي تهية نمونه، آن را در هاون چيني بساييد تا به صورت پودر ريزي درآيد؛ مدتي صبر کنيد تا رطوبت کافي از هوا جذب کند که بتوان آن را به صورت فشرده، روي لام شيشه‏‌‏اي ميکروسکوپ قرار داد.
‏موقعيت زاويه‏‌‏اي قله‏‌‏هاي پودر NaCl‏ و KCl‏ را، به همان روش بالا به دست آوريد. به ازاي هر قله، زاوية براگ ‏؛ ‏ و مقدار ‏ را در جدولي بياوريد. ‏ مي‏‌‏تواند همة مقدارهاي ممکن کوچکتر از 20 را اختيار کند.
‏
‏آزمايش به کمک کامپيوتر
‏آشنايي با آزمايش به کمک کامپيوتر
‏آزمايش:
‏رابط کامل بين کامپيوتر و طيف سنج پرتو x‏ براگ بايد شامل قسمتهاي زير باشد. (الف) وسيله‏‌‏اي براي دستيابي به آهنگ شمارش آشکار ساز، (ب) وسيله‏‌‏اي براي ثبت موقعيت زاويه‏‌‌‏اي بازوي آشکار ساز، (ج) سازوکاري که به کمک آن کامپيوتر بتواند موقعيت زاويه‏‌‏اي بازوي آشکار ساز و / يا پاية بلور را بين اندازه‏‌‏گيريها به تدريج تغيير دهد. (د) دستور‏‌‏هاي نرم افزاري براي رسم داده‏‌‏ها به طوري که موقعيت قله‏‌‏ها به دست آيد. دربارة جزئيات نحوة اجراي (الف) و (ب) توضيح مي‏‌‏دهيم:
‏الف) مدار آماده سازي براي شمارش تپهاي لامپ G-M‏ به وسيله شمارنده / زمان‏‌‏سنج مناسب است. هر تپ ورودي در انتها به تپ ديجيتال تبديل مي‏‌‏شود و به ورودي آنالوگ ADC‏ مي‏‌‏رسد.
‏(ب) يک راه ممکن براي ثبت موقعيت‏‌‏ زاويه‏‌‏اي بازوي آشکارساز باري دستگاه Tel-x-Ometer‏ ، به طور خاص بررسي شده است. از پتانسيومتر ظريف 10 دور، ‏ به عنوان تقسيم کنندة ولتاژ آن طور که در شکل زير آمده است استفاده مي‏‌‏شود و اتصال مرکزي آن به ورودي کارت ADC‏ متصل است به طوري که موقعيت زاويه‏‌‏اي محور پتانسيل‏‌‏سنج به صورت ديجيتال قابل خواندن باشد. پتانسيل سنج روي لبة ‏متصل به چره گردان بازوي آشکار ساز سوار مي‏‌‏شود، آنگاه محور پتانسيل سنج با لولة پلاستيکي کوتاهي به انتهاي ميله‏‌‏اي فلزي هم محور با چرخ گردان، به صورت مکانيکي جفت مي‏‌‏شود. وقتي که بازوي آشکار ساز سوار مي‏‌‏شود، آنگاه محور پتانسيل سنج با لولة پلاستيکي کوتاهي به انتهاي ميله‏‌‏اي فلزي هم محور با چرخ گردان، به صورت مکانيکي جفت مي‏‌‏شود وقتي که بازوي آشکار ساز 100 درجه دوران مي‏‌‏کند، محور‏‌‏هاي چرخ دهنده و پتانسيل سنج تقريباً 9 دور مي‏‌‏چرخند. براي اينکه بيشترين دقت اندازه‏‌‏گيري به دست آيد، بايد ولتاژ‏‌‏هاي DC‏ ، V1‏ ‏و V2‏ ‏را طوري تنظيم کرد که وقتي آشکار ساز همة گسترة زاويه‏‌‏اي را مي‏‌‏پيمايد ولتاژ ورودي ADC‏ هم همه گسترة مجاز آن را بپوشاند.
‏اندازه‏‌‏گيريها و نرم افزارها