周涛电子科学与技术06300300081.doc.doc

文档介绍：周涛电子科学与技术 06300300081 X 光实验 LiF 晶体晶面间距测量的改进●摘要( Abstract ) Thepaper analyzes the reason that how the measurement e out and estimate its impact. Inthe latter part, amethod isgiven to correct the uracy tomake the conclusion more accurate. ●关键词 X光、 LiF 晶体、晶面间距、布拉格衍射、误差●引言实验测量中免不了误差的出现,误差分为三种:系统误差、随机误差和疏忽误差。本文所涉及的晶面间距的测量误差属于随机误差,是同一条件下多次测量后仍不可预测的。需要设法消除。本文对原测量方法进行分析,发现误差的出现是由于 k=1 时的衍射角的测量值有偏差。之后给出了解决这种偏差的方法,即利用 k=2 与k=3 时和 k=3 与k=4 时的两个衍射角夹角结合布拉格公式来求得 k=1 时的衍射角。之后再进行换算和拟合。●正文测量所得图像如下首先我们回顾一下测量方法: 布拉格公式中,令 2sin X, k =Y,Y=A+BX,B=d ? ??,其中 d为晶面间距,有下表周涛电子科学与技术 06300300081 k11223 直线拟合得下图即可得 LiF 晶面间距为 。已知本实验取向 LiF 晶体晶面间距为 ,存在 % 的误差。这个误差是怎么来的呢? 按照原理上图中不应出现截距,我们将各点分别与原点相连求斜率,将不同波长对应的数据分开来列表如下 k12 上表对应波长 2 10 nm ??? ? k123 上表对应波长 2 10 nm ??? ?可以发现,两组数据都呈现递减趋势。很容易联想到这种误差是由晶体表面并不水平造成的。看下图周涛电子科学与技术 06300300081 该图反映当晶体表面由于某种原因右侧稍高时对测量结果的影响。图中绿色倾斜为实际放置晶体表面,黑色水平为实验者认为已放置好的晶体表面,红线反映实际的入射光线和反射光线,蓝线反应实验者认为的入射光线和反射光线。?角足够小,并不影响 GM 计数管对 X射线的探测。可以看出,当实验者测量的衍射角为?时,实际上的衍射角应为 0 ? ??? ?。根据布拉格公式,光程差等于波长的整数倍, k???,实验者认为 2DE k 2AEcos( - ) k 2dsin k 2 ?? ????? ? ???, 而实际上应当为 0 2CE k 2BEcos( - - )=k 2d sin( + )=k 2 ?? ??????? ? ?。这样实验者测得的 d 就要比实际的 0d 大。出现表面不水平的原因很多,比如机器齿轮咬合不紧密、调零用的 NaCl 晶体或实验使用的 LiF 晶体表面由于摩擦产生倾斜, LiF 表面有凹陷或凸起,调零结束后和换晶体过程中影响到了靶台水平……这对拟