物质的衰减系数测量报告
X光在单质材料中衰减现象的实验总结
X光在单质材料中衰减现象的实验总结摘要(Abstract)众所周知，X射线因其波长短、能量大、穿过物质时被吸收的部分少而表现出很强的穿透能力。
本研究报告旨在验证及讨论X光的穿透能力与材料厚度、入射波长、材料质地等的函数关系。
关键词（Keywords）X射线、朗伯定律、控制变量法、吸收边波长、短波限波长。
引言（Introduction）X射线与无线电波、可见光、和γ射线等其他各种高能射线相比，波长很短，在10-3～10nm之间，因此能量很大。
当照射在物质上时，仅有一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力，所以X射线可用作医疗诊断，工业探伤或机场安检。
X射线与物质的相互作用，使X射线通过一定厚度的物质后，能量或强度有一定的减弱，称为物质对射线的吸收。
在一定变化范围内，入射光子的能量越大，X 射线的穿透能力越强；吸收物质的密度越大，原子序数越高，每克电子数越多，X射线衰减就越多；波长越短，能量越高，X射线的穿透能力越强。
理论/实验部分(Theory parts/Experimental details)一、X光在某种材料中的衰减系数与材料厚度的关系（朗伯定律）：朗伯定律指出，X光在某种材料中的衰减满足如下关系：I=I0²e-μd。
其中，I0是入射X光的强度，μ为该材料的衰减系数，d为该材料的厚度。
本实验利用X射线实验仪（如图1所示）以及吸收版附件（如图2所示），附件1由厚度为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm和3.0mm的6块铝板组成，每块铝板之间角度统一为10°，因此通过旋转靶台可改变铝板的厚度，并且保证其他实验条件（如入射X射线光强I0等）不变。
图1 X射线实验仪图2 吸收版附件对于所得的I/I0取对数，并与相应的d进行线性拟合，可验证朗伯定律。
二、X光在材料中的衰减系数与波长的关系：X光在材料中衰减的原因是材料对X光的吸收和散射，因而进一步对μ进行分析，知μ=τ+σ。
衰减测量实验报告
衰减测量实验报告一、实验目的本实验的目的是通过利用示波器和信号源进行电信号的衰减测量实验，深入了解信号衰减的原理和实现方法，掌握利用示波器对电信号进行测量的方法，学习如何量化描述电信号的衰减程度。
二、实验原理在电子电路中，信号的传输和处理是非常重要的。
然而，在信号的传输过程中，信号会受到各种因素的影响而衰减，因此如何正确地对信号的衰减程度进行测量就显得尤为重要。
在本实验中，为了测量信号的衰减程度，我们使用了示波器和信号源来进行测量。
信号源负责产生不同幅度和频率的信号，而示波器则用于对信号进行测量和分析。
在实验中，我们会发现示波器显示的信号波形比信号源产生的信号弱，这就是因为信号在传输过程中会发生衰减的缘故。
为了量化地描述信号的衰减程度，我们需要了解信号的衰减公式。
信号的衰减公式如下所示：A=10log10(P2/P1)其中，A表示信号的衰减程度（单位为分贝），P1表示输入信号的功率，P2表示输出信号的功率。
通过这个公式，我们可以通过测量输入和输出信号的功率来计算信号的衰减程度。
三、实验步骤1、将信号源的输出连接到示波器的输入端，通过调节信号源的频率和幅度来使示波器上的信号稳定。
2、利用示波器的测量功能对信号的幅值进行测量，并记录下来。
这里需要注意的是，测量时需要将示波器的垂直灵敏度设置为1V/cm。
3、将信号源的输出加上衰减器（可以使用可变电阻来代替），通过调节衰减器来改变信号的幅度。
同样地，测量每一次衰减器的变化前后示波器上的信号幅度，并记录下来。
4、利用公式A=10log10(P2/P1)来计算出每一个衰减器的衰减程度，并记录下来。
5、通过绘制出信号幅度与衰减程度的图像来分析信号的衰减规律。
四、实验数据我们取定了三个不同的实验数据作为测量标本，记录了输入信号和输出信号的幅度，并计算出了衰减程度。
输入信号幅度：1.00V衰减程度输出信号幅度0dB 1.00V3dB 0.71V6dB 0.50V9dB 0.35V12dB 0.25V15dB 0.18V18dB 0.13V21dB 0.09V24dB 0.06V30dB 0.03V 输入信号幅度：2.00V衰减程度输出信号幅度0dB 2.00V 3dB 1.41V 6dB 1.00V 9dB 0.71V 12dB 0.50V 15dB 0.35V 18dB 0.25V 21dB 0.18V 24dB 0.13V 27dB 0.09V输入信号幅度：3.00V衰减程度输出信号幅度0dB 3.00V 3dB 2.12V 6dB 1.50V 9dB 1.06V 12dB 0.75V 15dB 0.53V 18dB 0.38V 21dB 0.27V 24dB 0.19V 27dB 0.13V 30dB 0.09V五、实验结果分析通过以上的实验数据，我们可以得到衰减程度与输出信号幅度的关系图如下所示。
超声波衰减系数的测量实验报告
北京交通大学大学物理实验设计性实验报告实验题目超声波衰减系数的测量学院电气工程学院班级学号姓名首次实验时间年月日超声波衰减系数的测量实验方案一、实验任务：超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体（水）中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求：1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案：1、物理模型的确立：超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ，入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播，其波动方程为：()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入 （1） 反射波的波动方程为：()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 （2） 其中，R 为反射系数，k i γα=-为波的传播系数，α是介质的衰减系数，2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0～0x 区间叠加，其合成波的波动方程为：()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t x x y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦O X 0 X（3）合成波各点均作简谐振动，其振幅分布为：()()12002222002Re cos 2x x x x A A e R e k x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦（4） 如果利用超声波接收器作反射面，则超声波接收器收到的合成波振幅为: ()01x A A R e α-=+ (5) 因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A U A U =（6） 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
物质的衰减系数测量报告
物质的衰减系数测量实验报告摘要：物质的衰减系数测量是一个常见的物理实验，在科研和生产过程中有着重要的作用。
本实验将通过应用CD-50BGA+型CT 教学实验仪，测量γ射线能量为0.662MeV 时钢的衰减系数运用最小二乘法计算出γ射线的衰减系数。
并了解影响物质射线衰减系数大小的影响因素。
关键字：衰减系数；γ射线；CT ；最小二乘法；引言：物质的衰减系数测量在科研和生产过程中有着重要的作用。
人们通过衰减系数的测量判别待测物体内部的相关信息，如物质的密度，物质内部的疏密空间结构，由此也可判断物质的组成成分。
此项技术应用非常重要，也非常广泛。
上学期我们已经初步接触核物理的相关内容，通过CT 教学仪和RES-02型相对论效应谱仪做过初步的小型的核试验，对物质吸收系数也有过认识。
这个实验将在上个学期的基础 应用CD-50BGA+型CT 教学实验仪，对γ射线的衰减系数做着重的研究，并形成实验结论，以加深对核物理基本概念的认识和理解，也进一步的熟练实验操作。
实验理论：衰减系数光子γ (γ射线)通过物体时会与一些带电体发生相互作用，产生完全吸收、弹性散射、非弹性散射三种效应中的一种。
分别表现为光电效应 康普顿效应 电子对效应 其能产生不同的全能图谱，宏观上表现为γ射线的吸收。
其吸收规律为xNxeI eI I r μσ--==00 （1）其中，0I 、I 分别是穿过物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过的物质的厚度（单位cm ），rσ是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中的原子数，μ是物质的线性吸收系数（r N μσ=，单位为cm ）。
显然μ的大小反映了物质吸收γ射线能力的大小，我们成为衰减系数。
上个学期我们曾经运动这样一个式子2121ln ln m N N R Rμρ--=- （2）初步研究过衰减系数。
本次实验我们将运用式子AA Nγσμρ=⋅⋅ 或0m dI I eμρ-= （3）进一步研究衰减系数和物质密度的关系。
薄板工件衰减系数的测定
2 dB mm 60
薄板工件衰减系数的测定
(1) 取2.5 P20Z探头对准厚度为200mm的薄板工件底 面，调节仪器使示波屏上出现B1、B2。调增益旋钮使底波 B2达60%基准高，在用衰减器将B1调至60%高，记录衰减
博 学 笃 行 厚 德 弘 毅
6
器的分贝值Δ 3，则衰减系数为（反射损失δ =0）：
1 1 dB mm 2 4 1 10 60
(2) 取5 P20Z探头重复上述过程，测定相应的分贝差Δ 2， 则衰减系数为（不计反射损失）： 2 dB mm 60
薄板工件衰减系数的测定
(1) 取2.5 P20Z探头对准厚度为10mm的薄板工件底面，
博 学 笃 行 厚 德 弘 毅
实验内容
薄板工件衰减系数的测定
博 学 笃 行 厚 德 弘 毅
4
(1) 取2.5 P20Z探头对准厚度为10mm的薄板工件底面， 调节仪器使示波屏上出现B1～B4四次底波，调增益旋钮使 底波B4达60%基准高，在用衰减器将B1调至60%，记下这 时所衰减的分贝值Δ 1，则介质的衰减系数为（不计反射损失， 即反射损失δ =0）：
5
调节仪器使示波屏上出现B1～B4四次底波，调增益旋钮使 底波B4达60%基准高，在用衰减器将B1调至60%，记下这 时所衰减的分贝值Δ 1，则介质的衰减系数为（不计反射损失， 即反射损失δ =0）：
1 1 dB mm 2 4 1 10 60
(2) 取5 P20Z探头重复上述过程，测定相应的分贝差Δ 2， 则衰减系数为（不计反射损失）：
3 6 3 6 dB mm 2 200 400
则衰减系数为（δ =0）：
(2) 取5 P20Z探头重复上述过程，测定相应的分贝差Δ 4，
衰减测量实验报告
衰减测量实验报告一、实验目的本实验的目的是为了了解电信号在传输过程中会遭受到衰减的影响，并通过实验测量不同距离下信号的衰减情况，掌握衰减测量的方法和技巧。
二、实验原理在传输过程中，电信号会遭受到各种干扰和衰减。
其中，衰减是指信号在传输过程中逐渐减弱的现象。
通常情况下，随着距离增加，信号的强度会逐渐降低，这就是所谓的自由空间路径损耗（Free Space Path Loss, FSPL）。
FSPL与距离成正比，与频率平方成反比。
三、实验器材1. 信号发生器2. 示波器3. 表面贴装电阻4. 电缆四、实验步骤1. 将信号发生器连接到示波器上，并调整好输出频率和幅度。
2. 在不同距离下放置表面贴装电阻，并将其连接到示波器上。
3. 测量每个距离下电压值，并计算出相应的功率值。
4. 绘制功率与距离之间关系曲线图，并分析其特点。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们测量了不同距离下信号的衰减情况，并绘制出了功率与距离之间关系曲线图。
通过数据分析，我们可以发现，随着距离的增加，信号的功率逐渐降低。
而且，不同频率下衰减的程度也有所不同。
这是由于FSPL与频率平方成反比的原因。
六、实验结论通过本次实验，我们深入了解了电信号在传输过程中会遭受到衰减的影响，并掌握了衰减测量的方法和技巧。
同时，我们也发现了FSPL与距离成正比，与频率平方成反比的规律。
这对于我们在日常生活和工作中使用电子设备和通讯设备具有重要意义。
七、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全。
2. 实验器材要正确接线。
3. 测量数据时要注意准确性。
4. 实验结束后要及时清理实验器材和场地。
八、参考文献1. 《电子技术基础》（第二版），王明芳等著，高等教育出版社，2006年。
2. 《电子技术实验指导书》（第三版），李华等著，清华大学出版社，2013年。
超声波衰减系数的测量
超声波衰减系数的测量
一、实验任务：
超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体（水）中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求：
1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验提示：
空气中衰减实验装置示意图
水中衰减实验装置图
（1） 超声波在损耗介质中的准驻波效应
()01x A A R e α-=+
其中，R 为反射系数， α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：
00
A U A U = 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
（2）分别测量多个峰值处的位置坐标i x 和峰值电压i U ，记入实验表
格。
（3）拟合曲线，分析数据。
（4）空气中超声波换能器的工作频率在37 kHz 附件，液体中超声波换能器的工作频率在100kHz——2MHz之间。
超声波测量钢锻件材料衰减系数的误差分析及解决办法
超声波测量钢锻件材料衰减系数的误差分析及解决办法王晨;游方芳;李世忠;梁立斌【摘要】钢锻件材料衰减系数是锻件质量的重要指标,准确测量衰减系数对钢锻件质量控制意义重大.分析了超声波测量钢锻件材料衰减系数的主要影响因素,提出了采用数字冻结模式进行测量的实用方法.通过此种方法可以克服在衰减系数测量过程中各种干扰因素的影响,准确测得钢锻件的衰减系数,对钢锻件质量控制水平的提高意义重大.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2014(036)006【总页数】3页(P29-31)【关键词】钢锻件;材料衰减系数;超声波测量【作者】王晨;游方芳;李世忠;梁立斌【作者单位】SGS无损检测培训考试中心,上海201315;渤海装备巨龙钢管有限公司,沧州 062638;上海擎挚杰工程技术有限公司,上海201203;中钢集团邢台机械轧辊有限公司,邢台 054025【正文语种】中文【中图分类】TG115.28;TB553随着我国机械加工行业向高端加工制造产业的升级转型，大型钢锻件的使用已经越来越普遍。
对钢锻件的质量评价时，使用超声波探伤测得的材料衰减系数是基本的检测指标之一，准确测得其衰减系数对评价锻件质量意义重大。
使用超声波对钢锻件的材料衰减系数进行测量时，准确性受到操作条件、工作环境、工件状态及检测仪器等诸多因素的影响。
笔者就超声波测量钢锻件材料衰减系数产生误差的因素进行了分析并提出了采用数字冻结模式进行测量的办法来量高。
1 超声波测量钢锻件衰减产生的原因（1）扩散衰减：超声波在传播过程中，由于波束的扩散，使超声波的能量随距离增加而逐渐减弱的现象称为扩散衰减。
超声波的扩散衰减仅取决于波阵面的形状，与介质的形状无关。
平面波阵面为平面，波束不扩散，不存在扩散衰减。
柱面波阵面为同轴圆柱面。
波束向四周扩散，存在扩散衰减，声压与距离的平方根成反比。
球面波阵面为同心球面，波束向四面八方扩散，存在扩散衰减，声压与距离成反比。
（2）散射衰减：超声波在介质中传播时，遇到声阻抗不同的界面产生散乱反射引起衰减的现象，称为散射衰减。
实验6 衰减现象观测实验
实验6 衰减现象观测实验 2011.12.07一、实验目的通过观察并测量单模光纤的衰减值，了解测量光纤损耗的常用方法之一：插入法（实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法）。
二、实验原理光纤的衰减60年代，光纤损耗超过1000dB/km，1970年出现突破，光纤损耗降低到约20dB/km (1000 nm附近波长区)，1979年，光纤损耗又降到0.2dB/km (在1550 nm处)，低损耗光纤的问世导致了光波技术领域的革命，开创了光纤通信的时代。
光纤的损耗主要由材料吸收、瑞利散射和辐射损耗三部分组成，各部分描述具体如下：A、材料吸收紫外、红外、OH离子、金属离子吸收等，是材料本身所固有的--本征吸收损耗，OH离子吸收：O-H键的基本谐振波长为2.73μm，与Si-O键的谐振波长相互影响，在光纤通信波段内产生一系列的吸收峰，影响较大的是在1.39、1.24、0.95μm，峰之间的低损耗区构成了光纤通信的三个窗口。
（减低OH离子浓度，减低这些吸收峰---全波光纤AllWave）B、瑞利散射是一种基本损耗机理。
由于制造过程中沉积到熔石英中的随机密度变化引起的，导致折射率本身的起伏，使光向各个方向散射。
大小与λ4成反比，R＝C/λ4（dB/km）因而主要作用在短波长区。
瑞利散射损耗对光纤来说是其本身固有的，因而它确定了光纤损耗的最终极限。
在1.55μm波段，瑞利散射引起的损耗仍达0.12~0.16 dB/km，是该段损耗的主要原因。
C、辐射损耗又称弯曲损耗，包括两类：一是弯曲半径远大于光纤直径，二是光纤成缆时轴向产生的随机性微弯。
定性解释：导模的部分能量在光纤包层中（消失场拖尾）于纤芯中的场一起传输。
当发生弯曲时，离中心较远的消失场尾部须以较大的速度行进，以便与纤芯中的场一同前进。
这有可能要求离纤芯远的消失场尾部以大于光速的速度前进，由于这是不可能的，因此这部分场将辐射出去而损耗掉。
损耗的测量光纤损耗的常用方法是插入法和剪断法，这里只简单介绍一下原理，有兴趣的同学可以查阅相关标准（ITU－T G.650～G.655，IEC60793-1-4（1995），GB8401-87，GB/T 9771-200X等）。
物质的衰减系数测定
物质的衰减系数测定实验报告物理072 陈焕 07180217摘要：本文主要介绍了钢的γ射线衰减系数测定的实验原理，最小二乘法原理以及测定的实验过程，最后是对得到的数据的分析和实验总结。
关键词：钢的γ射线衰减系数 最小二乘法原理 实验过程 数据的分析 实验总结引言：核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。
它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
它是一门既有深刻理论意义，又有重大实践意义的学科。
γ射线由法国科学家P.V .维拉德发现，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
g 射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生γ射线 。
γ射线具有比X 射线还要强的穿透能力。
当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。
一、实验仪器和材料：CD-5OBGA+型CT 教学实验仪 钢质台阶形测试件二、实验原理根据g 射线通过物质时的衰减规律（朗伯—比尔定律）：0d I I e m -=对上式取对数：01ln()I d Im = 如果通过实验测得g 射线穿过不同厚度钢的计数值，通过最小二乘法可以求得钢的衰减系数。
γ射线与物质相互作用，可以有许多种方式。
当γ射线的能量不太高时，在所有相互作用方式中，最主要的三种方式包括光电效应、康普顿效应和电子对效应。
因此，在γ射线的能量不太高时，衰减截面是光电效应截面、康普顿效应截面和电子对效应截面之和。
即：ph c p g s s s s =++γ射线与物质相互作用的衰减系数：N g m s = 由于A N A N r =×，式中A 为原子质量数，A N 为阿伏伽德罗常数。
A A N gs m r \= ×令m A A N gs m =×，m m 称为质量衰减系数，则g 射线穿过物质的距离d 时的强度衰减为：0m d I I e m r -= 上式可以看出，γ射线的衰减与物质的密度有关，物质的密度越大，射线衰减越快。
超声波衰减系数的测量-讲义及数据
超声设计性实验： 超声波衰减系数的测量一、实验目的：测量超声波在空气和水中的衰减系数二、实验原理：超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ，入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播，其波动方程为：()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入（1）反射波的波动方程为：()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 （2）其中，R 为反射系数，k i γα=-为波的传播系数，α是介质的衰减系数，2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0～0x 区间叠加，其合成波的波动方程为：()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t xx y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦（3）OX 0X合成波各点均作简谐振动，其振幅分布为：()()12002222002Recos 2x x x xA A e R ek x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦（4）如果利用超声波接收器作反射面，则超声波接收器收到的合成波振幅为:()01xA A R e α-=+ (5)因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A UA U =（6） 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
设超声波接收器在任意波峰位置处i x 时，示波器显示电压数值为i U ，则()()0ln ln 1A A R x α=+-（7）令()()00ln ln i U A A U y ==（8）()ln 1b R =+（9）则（7）式可以写成：y b x α=-（10）利用直线拟合方法，可以测量超声波在介质中的衰减系数。
物质的衰减系数测量实验报告
物质的衰减系数测量实验报告摘要：通过物质的衰减系数测量实验学习，了解验证γ射线通过物质时其强度减弱遵循指数规律，知道测量γ射线在不同物质中的吸收系数的方法。
实验通过CD-50BGA+型CT教学实验仪测量钢质台阶型测试试件的γ射线衰减系数，分别利用累积法和最小二乘法拟合实验数据，并计算得到试件的衰减系数。
关键字：γ射线，CT实验仪，衰减系数，最小二乘法引言：γ射线本质上就是电磁波，当其穿过物质时，γ光子与物质的原子发生相互作用，如果γ光子的能量不太高，则它主要的相互作用方式包括光电效应、康普顿效应和电子对效应。
γ光子在每一次相互作用中都会损失一部分或全部能量，因此，当γ射线通过物质时，原射线强度会逐渐减弱。
本次实验中我们将来测量物质的衰减系数。
正文：γ射线是原子衰变裂解时放出的射线之一。
此种电磁波波长极短，穿透力很强，又携带高能量。
1900年由法国科学家P.V.维拉德（PaulUlrich Villard）发现，将含镭的氯化钡通过阴极射线，从照片记录上看到辐射穿过0.2毫米的铅箔，拉塞福称这一贯穿力非常强的辐射为γ射线，是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。
1913年，γ射线被证实为是电磁波，由原子核内部自受激态至基态时所放出来的，γ跃迁可定义为一个核由激发态到较低的激发态、而原子序数Z和质数A均保持不变的退激发过程。
范围波长为0.1 埃，和X 射线极为相似，但具有比X射线还要强的穿透能力。
γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对效应。
γ射线是光子，光子会与被束缚在原子中的电子、自由电子、库伦场、核子等带电体发生相互作用。
不同能量的γ射线与物质的相互作用效果不同，为了有效地屏蔽γ辐射，需要根据物质对γ射线的吸收规律来选择合适的材料及厚度，反之，利用物质对γ射线的吸收规律可以进行探伤及测厚等。
因此研究不同物质对γ射线的吸收规律的现实意义非常巨大，如在核技术的应用与辐射防护设计和材料科学等许多领域都有应用。
声波衰减系数的测定
声波衰减系数的测定5902615087谢元一． 实验项目名称声波衰减系数的测定二． 实验目的测出声波在空气中的声强衰减系数三． 实验原理在自由声场中，声波传播方向上某点声强I 与声压p 、媒介特性阻抗Z 存在如下关系：Zp I 22=另外d d e I I α0=，式中0I 表示入射初始声强，d I 为深入介质d 距离处的声强，α为衰减系数即022ZI In d p In +=α又因为kE S gF E ==,，所以U In 2与d 成正比，其斜率为α四． 实验仪器声速测量仪，数字示波器，函数信号发生器，信号连接线五． 实验内容及步骤1.调节信号发射器频率，达到与换能器共振2.在共振条件下，调节发射头与接收头的距离，当示波器上出现振幅最大时，记下此时的位置坐标x 和峰值电压U ，记入实验表格3.重复步骤2多次六.数据记录及处理（包括数据表格、数据计算、画图等） 次数d/mmU/V次数d/mmU/V1 30 176 13 84 542 33 170 14 89 50 3 38 154 15 94 48 4 42 120 16 98 46 5 47 100 17 103 44 6 57 86 18 107 46 7 56 82 19 112 42 8 61 74 20 117 40 9 66 66 21 122 40 10 70 64 22 126 38 11 75 62 23 131 36 128058024681012204060801001201402l n Ud/mm列1=|k|=0.02963六．实验结果分析与小结实验结果与理论值比较接近，误差较小。
七．附上原始实验数据（拍照）。
岩石对γ射线衰减系数的测量和MCNP模拟
ＭＣＮＰ（Ｍｏ ｔ ｒｏ Ｎ２ ａ ｔ ｌ ｏ ｅ ｎ ｅ Ｃａ ｌ ｐ ｒｉ ｅ ｃ ｄ ）是 由 美 国 Ｌｏ ａ ｓ实 验 室 开 发 的 用 于 多 粒 子 ｃ ｓ Ａｌｍｏ 传输 模 拟 计 算 的蒙 特 卡 罗 程 序 ． 程 序 能对 任 意 三 维 空 间构 成 的 材 料— — 其 几 何 由一 维 该
・
９・
枣庄学院学报
２１ ００年第 ２期
两 边 取 对 数 ， ： 得
＝
１（ ｏ／ ／ Ｉ／ ） ｄ
（ ２）
这 里 ，ｏ为 原 始 入 射 光 强 度 ， Ｉ Ｉ为 透 射 光 强 度 ， ｄ为 吸 收 体 厚 度 ， 为 衰 减 系 数 ．
１２ ． 实 验 设计 源 距 探 测 器 的距 离是 ４ ｃ ０ ｍ
问题具有重要的意义．
［ 关键 词］ 衰减系数 ； Ｎ ＭＣ Ｐ模拟 ； 射线 ＿ ｙ ［ 中图分类 号］ ５ ２２ ０ ７ ．１ ［ 文献标识 码］ Ａ ［ 文章编 号］ ０４— ０ ７ ２ １ ） ２— ０ ９— ３ １０ ７ ７ （００ ０ ００ ０
０ 引言
随 着 放 射性 同位 素 在工 业 、 业 、 学 、 古 等 领 域 应 用 范 围 的扩 大 ， 关 中 子 ， 农 医 考 有 Ｘ射
ｆ ＝ 加 ＋ 埘 ＋ ｃ忡 ＋ ０ ，
脚 标 表 示 不 同 的反 应 过 程 ． 低 能 区 ， 光 电 效 应 为 主 ； 在 高 能 区 ， 电 子 对 效 应 在 以 而 以 为 主 ； 能 区 ， 普 顿 效 应 占主 要 地 位 ． 干 散 射 的作 用 非 常 小 ， 为 它 没 有 能 量 损 失 ， 中 康 相 因 只
有 小 的 偏 差 ， 般 可 忽 略 ．而 一
X光在物质中的衰减系数与原子序数的关系-复旦大学物理教学试验中心
况下，对不同的材料，衰减系数有相同的近似波长三次方的关系。这样强的条件， 保证：对了 C、Al、Fe、Cu 这样的元素，对全波长积分后，波长部分应该得到一 样的结果，这说明，对于固定的波长，其μ 随 Z 的关系应该与积分后一致。简单 地用式子表示就是：
∫I(λ )×e dλ [-μ (Z,λ )×d] = ∫ I(λ )dλ × e[-g(Z)×d] 而
其中，斜率 B=3.51。而拟合度 R 达到 0.99996（R2=0.99993），如此之高的拟合 度表明，μ 应与 Z 呈简单的指数关系。而 Zr、Ag 两元素，μ 的异常应该与 Z 以 外的因素有关。h(β )既是其他物理量的显函数，又必须与 Z 有一定关系，以阻 碍所有数据点满足同样的μ -Z 关系，那么，“吸收边”这个概念正好符合这样的 要求。
I=I0exp(-μ x) 其中的μ 成为“衰减系数”。现在通过实验研究μ 与物质的原子序数 Z 的关系:
μ =f(Z)
【关键词】X 光、衰减系数、透射率、吸收边、反常点
【引言】这是 X 光系列实验的一个补充实验，位于《近代物理实验补充讲义》第 十页，要求设计实验研究μ 与 Z 之间的函数关系。 莱宝 X 仪的实验指南 （《TECHNICAL DOCUMENTATION》）上给出了范例实验。它是通过让 Mo 阳极发出的 X 光全波段经过各种不同元素组成的吸收板，从来估计衰减系数随原子序数 Z 的 关系。然而，试验结果中却出现了反常点，同时并没有对反常点做出解释，并且 把包含反常点的曲线作为最终结果，从而认为当 Z>40 时，μ 对 Z 的关系，与原 子较轻时具有不同的函数关系。本实验先按照原实验条件，验证包含反常点的原 实验结果。随后通过分析反常的原因，证明μ 对 Z 有可能具有简单关系的可能性。 最后改变分析过程中随需的实验条件进行控制，从而对分析进行验证，否定原实 验结果的普适性。
cod衰减实验报告
cod衰减实验报告COD衰减实验报告引言COD（化学需氧量）是水体中有机物质被氧化消耗的指标之一，它是评价水体污染程度的重要参数之一。
COD衰减实验是通过监测水样中COD的变化来评价水体中有机物质的降解速率，从而了解水体的自净能力。
本实验旨在通过对水样中COD的监测，研究不同条件下COD的衰减情况，以评估水体的自净能力。
实验方法1. 收集水样：从水体中收集一定量的水样作为实验样品。
2. 测定初始COD值：使用COD检测仪器测定水样中的初始COD值。
3. 设定不同条件：将水样分成几份，分别设定不同的条件，如温度、pH值、氧气浓度等。
4. 定期测定COD值：在设定的条件下，定期测定水样中的COD值，记录下每次测定的结果。
5. 数据处理：根据测定的数据，绘制COD衰减曲线，分析COD在不同条件下的衰减情况。
实验结果经过实验测定，得到了不同条件下COD的衰减曲线。
在常温下，COD的衰减速率较慢，而在较高温度下，COD的衰减速率明显加快。
此外，pH值和氧气浓度对COD的衰减也有一定影响，pH值偏酸性和氧气浓度较高时，COD的衰减速率较快。
讨论与结论通过实验数据的分析，我们发现水体中COD的衰减速率受到多种因素的影响。
温度、pH值和氧气浓度都会对COD的衰减产生影响，而且这些因素之间可能存在交互作用。
因此，在评估水体的自净能力时，需要综合考虑多种因素的影响。
总之，本实验通过COD衰减实验，研究了水体中有机物质的降解速率，为评估水体的自净能力提供了一定的参考依据。
未来的研究可以进一步探讨不同因素对COD衰减的综合影响，以更全面地了解水体的自净能力。
声波衰减系数测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：声波衰减系数的测量学院：信息工程学院专业班级：自动化153班学生姓名：廖俊智学号：6101215073实验地点：基础实验大楼B104座位号：21实验时间：第11周星期四上午九点四十五开始dd e U α=202U 对其两边取对数则有：202U ln d U ln d +α=（1）式中为α为衰减系数，可看出电压对数的两倍d U ln 2与衰减系数α成线性关系。
若测得n 组电压数值，作如上处理。
（1）式求得斜率即求得衰减系数α。
三、实验仪器：声速测定仪、数字示波器、函数信号发生器、信号连接线四、实验内容和步骤：1.调节信号源，示波器至最佳状态信号源频率处于换能器共振频率附近，示波器显示信号波形大小合适，位置居中。
2.将接收换能器从相距发射器40mm 左右开始往后移动，连续捕捉极大电压峰值，并记下各自相应的峰峰电压值和接收换能器位置。
五、实验数据与处理：次数峰值距离(mm)峰值电压(v)2LnU 144.16150.87.85579249.76247.27.70878353.47138.47.29611457.94337.67.25401562.61036.87.21099667.29633.67.02901771.83632.8 6.98086876.46831.2 6.88084980.97130.4 6.828891085.56129.6 6.775551190.11728.0 6.664410七、实验总结：1、根据实验做出的散点图，发现图像的中间部分拟合效果最好，因此在试验选择起始位置时不能太靠前也不能太靠后。
2、在测量过程中，可能出现随着距离的增大，电压反而增加的情况。
可能原因是在移动过程中，信号源的发射频率发生了变化，应当将频率控制在压电转换器的固有频率。
3、示波器的读数并不稳定，在移动到适当的位置时，应等示波器示数稳定后再读取数据。
4、示波器上面有时显示的并不是正弦曲线，需要老师帮助调节仪器。
声波衰减系数测量实验报告
声波衰减系数测量实验报告声波衰减系数测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过测量声波在不同介质中的传播特性，了解声波衰减系数的概念及其测量方法，并分析不同因素对声波衰减系数的影响。
二、实验原理声波衰减系数是描述声波在传播过程中能量损失程度的物理量，它与介质的性质、声波频率、温度等因素有关。
声波在介质中传播时，由于介质对声能的吸收和散射作用，声波的振幅将随传播距离的增加而逐渐减小。
衰减系数α定义为：α = -1/L * ln(A2/A1)其中，L为声波传播的距离，A1和A2分别为声波在传播距离为0和L处的振幅。
本实验采用超声波在固体介质中的传播来测量声波衰减系数。
超声波具有较高的频率，易于被固体介质吸收，因此可以用来研究固体介质的衰减特性。
实验中使用压电陶瓷换能器产生和接收超声波信号，通过测量接收信号的电压值来确定声波的振幅。
三、实验步骤1.准备实验器材：压电陶瓷换能器、超声波信号源、数字示波器、衰减片、测量尺等。
2.将压电陶瓷换能器固定在支架上，调整其位置使其正对接收换能器。
3.将超声波信号源连接到发射换能器，设置合适的信号频率和幅度。
4.使用数字示波器观察接收换能器输出的电压信号，调整接收换能器的位置，使接收信号的幅度最大。
5.记录此时接收信号的电压值V1。
6.在发射和接收换能器之间放置一片衰减片，重新调整接收换能器的位置，使接收信号的幅度最大。
7.记录此时接收信号的电压值V2。
8.测量衰减片的厚度d和密度ρ。
9.重复步骤5-8，改变衰减片的材料和厚度，获得多组数据。
10.根据实验原理中的公式计算声波衰减系数α。
11.分析不同因素对声波衰减系数的影响。
四、实验结果与分析1.实验数据记录表：2.实验结果分析：（1）不同材料对声波衰减系数的影响：从表中可以看出，相同厚度下，不同材料的衰减系数差异较大。
铜的衰减系数最大，其次是钢，铝的衰减系数最小。
这与材料的密度和声波在其中的传播速度有关。
密度越大，声波传播速度越小，衰减系数越大。
超声波衰减系数物理实验报告
北京交通大学大学物理实验设计性实验实验题目超声波衰减系数的测量学院电子信息工程学院班级通信1306学号姓名首次实验时间年月日时段：指导教师签字目录一、实验任务二、实验要求三、实验方案１、物理模型的比较与选择２、实验方法的比较与选择３、仪器的选择与配套（系统误差分析）(1)误差公式的推导(2)仪器的选择４、测量条件与最佳参数的确定(1)测量条件(2)最佳参数四、实验步骤五、实验数据及结论六、实验注意事项七、参考文献超声波衰减系数的测量一、实验任务超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体（水）中的衰减系数。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案１、物理模型的比较与选择(1)驻波法：当信号源输出的正弦波接到发射换能器S1上时，换能器的表面发出超声波，该超声波到达接收换能器S2上，一部分被反射。
当两个换能器端面的距离恰好为半波长的整数倍时，即 k=1,2……入射波与反射波相互叠加恰好形成驻波。
驻波相邻两个波节或波腹间距离为半个波长。
由于超声波是纵波。
声学量可用声压对其进行描述。
接收器接收到的声压转换成电压信号，并由示波器显示出其电压值。
要说明的是：在超声驻波中，波腹处声压小，接收器输出的电压幅值小；波节处声压大，接收器上输出的电压幅值也大。
这样可以根据换能器输出的电压信号幅度的大小来求波长。
本实验应用共振干涉法测量超声波在介质中的衰减系数和反射系数。
图为超声波波束在空气中的传播和反射。
(2) 测量固态材料超声波衰减系数：选取需要测量的固态材料作为样品；选用超声波检测仪器，利用需要测量固态材料对超声波检测仪器进行调校；使用调整好的超声波仪器，采用常规超声波检测方法对需要测量的固态材料进行超声波检测，至少记录４次超声波回波的声压幅值及声程值；按记录的超声波回波的声压幅值、声程值，用常规方法建立声压、声程乘积对数函数与声程曲线图；使用所建立的曲线图进行线性拟合，拟合出线性函数关系式，线性函数式斜率即为现场被测量固态材料的超声波衰减系数。
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物质的衰减系数测量报告
物质的衰减系数测量实验报告
摘要：物质的衰减系数测量是一个常见的物理实验，在科研和生产过程中有着重要的作用。
本实验将通过应用CD-50BGA+型CT 教学实验仪，测量γ射线能量为0.662MeV 时钢的衰减系数运用最小二乘法计算出γ射线的衰减系数。
并了解影响物质射线衰减系数大小的影响因素。
关键字：衰减系数；γ射线；CT ；最小二乘法；
引言：
物质的衰减系数测量在科研和生产过程中有着重要的作用。
人们通过衰减系数的测量判
别待测物体内部的相关信息，如物质的密度，物质内部的疏密空间结构，由此也可判断物质的组成成分。
此项技术应用非常重要，也非常广泛。
上学期我们已经初步接触核物理的相关内容，通过CT 教学仪和RES-02型相对论效应谱仪做过初步的小型的核试验，对物质吸收系数也有过认识。
这个实验将在上个学期的基础应用CD-50BGA+型CT 教学实验仪，对γ射线的衰减系数做着重的研究，并形成实验结论，以加深对核物理基本概念的认识和理解，也进一步的熟练实验操作。
实验理论：
衰减系数
光子γ (γ射线) 通过物体时会与一些带电体发生相互作用，产生完全吸收、弹性散射、非弹性散射三种效应中的一种。
分别表现为
光电效应康普顿效应电子对效应其能产生不同的全能图谱，宏观上表现为γ射线的吸收。
其吸收规律为
I 0
I =I 0e
-σr Nx
=I 0e
-μx
其中，cm ），
、I 分别是穿过物质前、后的γ射线强度，x 是γ射线穿过的物质的厚度（单位是光电、康普顿、电子对三种效应截面之和，N 是吸收物质单位体积中的原子数，
σ
r
μ是物质的线性吸收系数（μ=σr N ，单位为cm ）。
显然μ的大小反映了物质吸收γ射线
能力的大小，我们成为衰减系数。
上个学期我们曾经运动这样一个式子
μm ρ
ln N 2-ln N 1
R 2-R
1
-=
（2）
初步研究过衰减系数。
本次实验我们将运用式子
σγ
A ⋅N
A
μ=⋅ρ
或
I =I 0e
-μm ρd
（3）
进一步研究衰减系数和物质密度的关系。
1.2 最小二乘法
ln () =μd
由可知，物质的厚度d 与ln (
I 0I
) 成线性关系，其系数为该物质的衰减系数。
如果通过实验测得射线穿过不同厚度的物质之后的强度变化数据（I i ，d i ，i=0，1，2，3，4，5，其中，i=1时，d=0, I i = I 0）, 根据式（6）, 可按最小二乘法作直
线拟合，直线的斜率即该物质的衰减系数。
最小二乘法拟合的原来是：若能找到最佳的拟
合曲线，那么该拟合曲线与各测量值之间的偏差的平方和，在所有拟合曲线中应最小。
现假设（d, ln (
I 0I
) ）存在线性关系，其函数关系为：ln (
I 0I
) =k d 。
由实验测量得出
一组数据（I i ，d i ，i=0，1，2，3，4，5，）因为测量总会有误差，所以I i ，
d i 都有误差，但是，d i 的误差小的多，为了讨论方便，我们认为d i 是准确的，而所有误差都只与I 有关。
根据最小二乘法原理，有偏差平方和为最小，即：
5
5
∑
i =0
V
2
=
∑
i =0
I 0I i
-k d i ] （4）
2
上式两边对k 求偏导为零, 即： 5
即：
2∑[ln
i =0
I 0I i
-k d i ]⋅d =0 （5）
5
∑
d i ln
5
I 0I i
2
k =
i =0
∑
i
（6）
d i
K 为各个物质的衰减系数：
μ=k
实验仪器：CD-50BGA+型CT 教学实验仪
实验中所采用的仪器为CD-50BGA+型CT 教学实验仪，是简单化的工业CT 。
其硬件部分主要由两部门组成。
一是机械部分及放射源、探测器部分。
这部分包括：放射源室及其
屏蔽准直部分，探测器及其屏蔽准直部分，样品盒，带动样品运动的三维运动机构，步进
电机及其驱动器等。
二是电路部分。
这部分主要包括五部分：电源、信号采集、信号转换、步进电机控制电路以及计算机接口卡。
软件部分主要包括数据采集，步进电机的运动控制，图像重建，图象的数字化处理。
实验步骤：
实验中所采用的实验仪器有CD-50BGA+型CT 教学实验仪、钢质台阶型测试试件、打
印机等。
放射源采用原子高科股份有限公司2019年2月出厂的铯-137. 下面讲述具体实
验步骤：
1) 打开CD-50BGA+型CT 教学实验仪电源，使实验仪预热半小时，同时打开计算机。
2) 预热完成后，将钢质台阶型测试试件侧方摆放在实验仪的平台上。
打开软件，检验试
验
仪的机械运动性能。
操作向右、向右运动以及旋转，确保实验仪平台处在正常平顺的
工作状态。
3) 调整平台高度，使实验仪的激光束打在钢质台阶型测试试件中间高度左右处。
4) 确保肢体部位没有对准放射源口，顺时针旋转钥匙，打开放射源。
5) 设置扫描参量，启
动扫描。
6) 重复扫描4次，扫描完成后立即关闭放射源。
7) 现场处理数据
8) 关闭所有实验仪器，并做整理。
9) 离开实验室后必须洗手
实验数据：
上表是为了说明衰减系数和d 的关系
实验结论
通过实验，我不仅巩固了放射源的开关、CT 试验仪的使用。
同时了解了物质衰减和
物质吸收的区别并在实验中互相组合，从而测量γ射线能量为0.662MeV 时刚的衰减系数。
通过分析实验数据和处理过的数据，可以得到衰减系数为0.05520408。
分析图像和原始数据，得到以下结论。
图像两端峰位最高，是因为射线经过空气，几乎不衰减，曲线整体走
势由最高到最低再一台阶一台阶的上升到最高，当然走势正好相反也是可以的，这取决于
台阶型试件的摆放。
根据I
=I 0e
-μ
m
ρd
，两边取对数，可以得到一条含d
的衰减系数的表达式，实验数据处理中，列明ln I0/I和d 的比值，可发现，除厚度d 较小时，衰减系数相差较大外，厚度较大时，衰减系数和厚度的关系不明显。
不过有一点可以很明确，厚度越大，射线衰减的也发厉害。
综合本次实验和以往的核物理实验，我认为r 射线的衰减系数和物质、射线能量有关。
同时实验最后林老师对我们的提问大大启发了我。
在做实验的时候，不仅仅是为了得到一个实验数据或是实验结论，更重要的是要一边做一边思考，为什么要这样做，为什么不那样做。
我们现在的实验还处于一个定性的阶段，实验数据的正确并无大碍，要紧的是实验思考的过程。
实验后我还懂得对实验现象和实验原理的理解不能只敷衍与表面，要深入探究。
对于不理解的知识要提前查资料弄明白。
本次实验我受益匪浅，相信必定在接下来乃至将来的教学工作上发挥重要的作用。
参考文献
[1]林根金等. 近代物理实验讲义[M]．P93；浙江师范大学数理信息学院近代物理实验室，2019 [2]庄天戈。
CT 原理与算法。
上海交通大学出版社，1992。
，7 [3]吴世法编著，近代成像技术与图像处理，北京国防工业出版社。