清苇大净工程物理系 Department of Engineering Physics,Tsinghua Universlty 实验五.测量闪烁体中的光衰减长度 前言 本实验的目的是：学习衰减长度测量的方法 1.学习使用示波器测量电荷大小的方法。 2.学习利用分布求平均值的方法。 一.实验原理 由于闪烁体中有机物的π键容易被离子激发到高能级，有机物分子之后退激，产生光子。产生的光 子数正比于缪子在闪烁体中沉积的能量。随后这些光向四周传播出去。光在闪烁体中传播时呈指数 衰减 9=g0e6, 这里q0为起始的光子数，q为传播一定距离后的光子数，L0是闪烁体的光衰减长度。其中，L0是 表征闪烁体质量的一项重要指标，也是我们本实验需要测量的物理量。 q1 92 Li 2 L2 L1=0.5L+z L2=0.5L-z 图1：闪烁体光衰减 实验中，我们在长条闪烁体探测器上放置一个小的闪烁体探测器，如图1所示。这样是为了能够利用 符合条件确定闪烁体中的有机分子电离激发的位置。显然这个小闪烁体越小，位置的测量精度就越 好。两端测到的电荷为： 91=0.5q0e-b1/Lg 2 =0.5goe-La/Ln 我们可以通过测单端的光子数91或2，随着符合位置L1或L2的变化，做指数拟合从而得出闪烁体 中的光衰减长度。 实验中能够测量到的是信号读出端的电压幅值，在实验一中，我们已经证明了信号电荷量大小正比 于电流峰值，也就正比于电压峰值。而且对于同一个PMT而言，增益G是固定的，所以信号电荷量 大小还正比于信号读出端的光子数。另外，缪子每次沉积的能量有随机性，产生的光子数也有随机 性，对于每一个固定的摆放位置，由于小闪烁体自身有一定大小，所以缪子击中长条闪烁体的位置 也有着一定的不确定度，对每个摆放点需要做多次测量，得到平均电荷或电压峰值。 综上，电压幅值正比于信号读出端的光子数，所以实验中两端的光子数1和q2,与两端信号幅值实验五. 测量闪烁体中的光衰减长度 前言 本实验的目的是： 学习衰减长度测量的方法 1. 学习使用示波器测量电荷大小的方法。 2. 学习利用分布求平均值的方法。 一. 实验原理 由于闪烁体中有机物的 键容易被离子激发到高能级，有机物分子之后退激，产生光子。 产生的光 子数正比于缪子在闪烁体中沉积的能量。随后这些光向四周传播出去。 光在闪烁体中传播时呈指数 衰减 这里 为起始的光子数， 为传播一定距离后的光子数， 是闪烁体的光衰减长度。其中， 是 表征闪烁体质量的一项重要指标，也是我们本实验需要测量的物理量。 图1：闪烁体光衰减 实验中，我们在长条闪烁体探测器上放置一个小的闪烁体探测器，如图1所示。这样是为了能够利用 符合条件确定闪烁体中的有机分子电离激发的位置。显然这个小闪烁体越小，位置的测量精度就越 好。两端测到的电荷为： 我们可以通过测单端的光子数 或 ，随着符合位置 或 的变化，做指数拟合从而得出闪烁体 中的光衰减长度。 实验中能够测量到的是信号读出端的电压幅值，在实验一中，我们已经证明了信号电荷量大小正比 于电流峰值，也就正比于电压峰值。而且对于同一个PMT而言，增益G是固定的，所以信号电荷量 大小还正比于信号读出端的光子数。 另外，缪子每次沉积的能量有随机性，产生的光子数也有随机 性，对于每一个固定的摆放位置，由于小闪烁体自身有一定大小，所以缪子击中长条闪烁体的位置 也有着一定的不确定度，对每个摆放点需要做多次测量，得到平均电荷或电压峰值。 综上，电压幅值正比于信号读出端的光子数，所以实验中两端的光子数 和 ，与两端信号幅值 π q = q0e , − L L0 q0 q L0 L0 { q1 = 0. 5q0e−L1/L0 q2 = 0. 5q0e−L2/L0 q1 q2 L1 L2 q1 q2