Cel ćwiczenia

W   doświadczeniu   wyznaczymy   współczynniki   pochłaniania   elektronów   w   różnych 

materiałach, poprzez zbadanie ilości elektronów przechodzących przez próbkę, w zależności 
od jej grubości. Następnie obliczymy masowy współczynnik pochłaniania.

Aparatura pomiarowa 

Zasadniczym składnikiem aparatury pomiarowej jest źródło promieniotwórczego (A). Źródło 

to zawiera radioaktywny izotop strontu Sr9O o aktywności 74 kBq

-l

. Do zliczania ilości 

elektronów służy licznik Geigera-Mullera.. (B) połączony ekranowanym kablem z rurką 
pomiarową (C).
Pomiędzy źródłem promieniowania a rurką pomiarową licznika umieszcza się płytki badanej 
substancji. Do ich mocowania służy specjalna śruba (D). Licznik Geigera-Milllera wyposażony 
jest w nastawę czasową umożliwiającą zliczanie impulsów w zadanym czasie(E). Licznik można 
także włączyć na dowolny okres, posługując się przyciskiem START/STOP (F). Zerowanie 
licznika można przeprowadzić wciskając przycisk RESET (G).

Jeżeli wiązka elektronów przechodzi przez próbkę substancji, część elektronów wytraca energię 

na skutek wymienionych wyżej procesów do tego stopnia, że mówimy o nich, iż zostały pochłonięte. 
Ponieważ elektron traci energię w oddziaływaniu z atomem, jest oczywiste, że ilość traconych elektronów 
powinna być proporcjonalna do rozmiarów atomów i ich gęstości. powierzchniowej, tzn. ilości atomów 
przypadających na jednostkę powierzchni próbki. Gęstość powierzchniowa jest z kolei tym większa im 
większa jest grubość próbki, ponieważ jest to gęstość zrzutowana z całej objętości próbki. Dla bardzo 
cienkiej warstwy próbki można więc przyjąć, że liczba elektronów, które zostały pochłonięte dN, jest 
proporcjonalna do grubości próbki dx. Jest ona również proporcjonalna do ilości elektronów padających 
na próbkę N:

dN= - μNdx

gdzie: 
μ jest współczynnikiem proporcjonalności. Prawo strona jest ujemna ponieważ dN jest ubytkiem a nie 
ilości elektronów w wiązce.

Jeżeli chcemy policzyć liczbę elektronów przechodzących przez dowolną grubą próbkę, należy 

wyszumować liczby elektronów tracących na wszystkich cienkich warstwach próbki (rys.1 ), czyli 
wycałkować równanie:

dN/N= - μdx

(dN/N)=-

 

μ dx

Gdzie x

0

 jest grubością płytki. Po wykonaniu całkowania otrzymujemy:

Ln(N

K

/N

o

)=-

 

μx

0

N

K

=N

0

e

-

 

μx

Współczynnik μ nazywamy współczynnikiem absorpcji elektronów. Ma on stałą wartość dla 

określonego rodzaju substancji. Istnieje również bardziej uniwersalna stała, która nie zależy od rodzaju 
materiału próbki chociaż od rodzaju źródła elektronów. Ta stała to masoy współczynnik absorpcji  μ

* 

definiowany wzorem:

μ 

*

 = μ/ρ 

gdzie

  

ρ jest gęstością substancji. Liczbę cząsteczek przenikających przez próbkę można zatem zapisać:

N

K

=N

0

e

-

 

ρ

 

μx