Modern Fizika Labor Fizika BSC

Hasonló dokumentumok
Modern fizika laboratórium

Folyadékszcintillációs spektroszkópia jegyz könyv

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 9. mérés: Röntgen-fluoreszcencia analízis április 22.

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 5. mérés: Elektronspin rezonancia március 18.

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 9. Röntgen-fluorerszcencia analízis

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: A röntgenfluoreszcencia analízis és a Moseley-törvény

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern fizika laboratórium

Abszolút és relatív aktivitás mérése

2. Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Modern Fizika Labor. 5. ESR (Elektronspin rezonancia) Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 25. A mérés száma és címe: Értékelés:

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 8. Alkáli spektrumok

Elektronspin rezonancia

Félvezetk vizsgálata

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Atomi er mikroszkópia jegyz könyv

Modern Fizika Labor. 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Fizika BSc. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: nov. 15.

13. RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

7. Mágneses szuszceptibilitás mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:


A Mössbauer-effektus vizsgálata

2. Rugalmas állandók mérése jegyzőkönyv javított. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 12. mérés: Infravörös spektroszkópia május 6.

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Mikroszkóp vizsgálata Folyadék törésmutatójának mérése

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Környezet nehézfém-szennyezésének mérése és terjedésének nyomon követése

Fázisátalakulások vizsgálata

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

Sugárvédelmi és dozimetriai gyakorlatok. Rakyta Péter. Bornemisza Györgyné. leadás időpontja: május 9.

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Modern Fizika Labor. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: Az optikai pumpálás. A beadás dátuma: A mérést végezte:

A mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

3. Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Rugalmas állandók mérése

3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL

5. Fajhő mérése jegyzőkönyv. Zsigmond Anna Fizika Bsc II. Mérés dátuma: Leadás dátuma:

Biomatematika 12. Szent István Egyetem Állatorvos-tudományi Kar. Fodor János

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Mérési jegyzőkönyv. 3. mérés: Röntgen-cső, emissziós spektrumok, abszorpció

Gyors neutronok detektálási technikái

Modern Fizika Labor. 2. Az elemi töltés meghatározása. Fizika BSc. A mérés dátuma: nov. 29. A mérés száma és címe: Értékelés:

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

Jegyzőkönyv. hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálatáról (3)

Energia-diszperzív röntgen elemanalízis

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

9. Fényhullámhossz és diszperzió mérése jegyzőkönyv

Röntgen. W. C. Röntgen. Fizika-Biofizika

Szilárdtestek el e ek e tr t o r n o s n zer e k r ez e et e e t

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Röntgendiagnosztika és CT

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Röntgen-gamma spektrometria

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Röntgensugárzás. Karakterisztikus röntgensugárzás

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Mag-mágneses rezonancia

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

Röntgendiagnosztika és CT

Szilárd Leó Fizikaverseny Számítógépes feladat

Gamma-spektrometria HPGe detektorral

FEGYVERNEKI SÁNDOR, Valószínűség-sZÁMÍTÁs És MATEMATIKAI

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

1. Atomspektroszkópia

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Határozott integrál és alkalmazásai

10. mérés. Fényelhajlási jelenségek vizsgála

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Rugalmas állandók mérése

Statisztika I. 12. előadás. Előadó: Dr. Ertsey Imre

Modern fizika vegyes tesztek

Pásztázó elektronmikroszkóp. Alapelv. Szinkron pásztázás

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS (NAA) II. rész

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Röntgen-fluoreszcencia spektrometria (XRF) gyakorlat

17. Diffúzió vizsgálata

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

Mágneses szuszceptibilitás mérése

Radioaktív sugárzások abszorpciója

Modern Fizika Labor. Fizika BSc. Értékelés: A mérés dátuma: A mérés száma és címe: 13. mérés: Molekulamodellezés PC-n április 29.

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

Modern Fizika Labor. 2. Elemi töltés meghatározása

Életéről. Miről lesz szó? A nyomjelzés ötlete A hafnium felfedezésének elemzése A Nobel díj Hatása napjainkban

Mérési adatok illesztése, korreláció, regresszió

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával

Átírás:

Modern Fizika Labor Fizika BSC A mérés dátuma: 2009. május 4. A mérés száma és címe: 9. Röntgen-fluoreszencia analízis Értékelés: A beadás dátuma: 2009. május 13. A mérést végezte: Márton Krisztina Zsigmond Anna

Mérés célja: A röntgen-fluoreszencia analízis anyagvizsgálati módszerrel való megismerkedés. Néhány anyag elemi összetételének vizsgálata. Mérés elve: Kis energiájú röntgen- vagy gammasugárzással a minta bels ı atomjait kiütjük. Ilyenkor a magasabb energiaszintr ı l ugrik be egy elektron a lyukba, és az atom a két nívó energiakülönbségének megfelel ı energiájú karakterisztikus röntgensugárzást bocsát ki. A karakterisztikus röntgensugárzás energiájából következtethetünk a minta anyagi összetételére. A mennyiségi vizsgálathoz figyelembe kell vennünk a minta összetev ı inek környezetét, illetve a bels ı gerjesztés effektusát. A karakterisztikus röntgen fotonok energiája és az elemek rendszáma között négyzetes 2 összefüggés írható fel: E = A ( Z B). Ez a Moseley-törvény, aminek A és B konstansait a különböz ı átmenetekre szeretnénk majd meghatározni. Mérési összeállítás: A minta körül helyezkedik el a gerjeszt ı 100mCi 3,7 10 amerícium gamma forrás, aminek aktivitása: 9 = Bq. Az amerícium gamma-fotonjai körülbelül 60 kev energiájúak. A minta karakterisztikus fotonjai egy félvezet ı (szilícium-lítium) detektorba jutnak, amire nagyfeszültség van kötve, így a karakterisztikus fotonok hatására szabad töltések keletkeznek a detektorban. A szabad töltéseket egy töltésérzékeny er ı sít ı továbbítja egy további er ı sít ı be, ahonnan a számítógépbe jutnak. A számítógép az impulzusokat amplitúdó szerint számolja össze 1023 szintben. Kalibráció: Tiszta vas és ón mintákkal kalibráltuk a mér ı programot. A csatornaszám és az energia között lineáris kapcsolatot tételezünk fel, és a vas és ón K α vonalának irodalmi értékével kalibrálunk, amiknek értéke: csatornaszám E (ev) Vas 105 6403 Ón 420 25270

A csatornaszám és az energia közötti egyenlet a következ ı nek adódott: E = 114, 0eV + 59,8952eV CH A kalibrációt a K β vonalaknál ellen ı riztük. Mindkét esetben az irodalmi értékhez képesti relatív eltérés ezrelékes hiba alatt van, tehát elfogadtuk ezt a kalibrációt. A vas K α vonalánál a rendszer felbontóképességét is meghatározhatjuk a vonal energiában kifejezett félértékszélességével. A vas K α vonalára illesztett Gauss-görbe alapján a félértékszélesség 364,36 ev. Kevert minta összetétele: A kalibrációra való barna tabletta összetételét vizsgáltuk egy gyors méréssel. A következ ı ábrán látható a spektrum. A spektrum elején látható a Compton-szórás része, amin látható néhány csúcs. Középen tisztán kirajzolódnak a K vonalpárok. A nagyobb energiáknál pedig a gerjeszt ı 60 kev-os fotonok is megjelennek. A camcopr.exe programmal egy Gauss-görbét futtattunk végig a spektrumon, hogy megtaláljuk a csúcsok pontos helyét. Az energiaértékekb ı l kerestük meg, melyik anyagok vannak a tablettában. Ahhoz, hogy biztosak lehessünk egy-egy elem jelenlétében a K α és a K β vonalakat is fel kell, hogy ismerjük. Természetesen ez nem minden esetben egyértelm ő, mivel a K β vonalak intenzitása körülbelül 5-ször kisebb a K α vonalénál. Így a tablettában lév ı elemek a következ ı k: kalcium, vanádium, vas, réz, szelén, stroncium és molibdén. A mér ı m ő szer szerkezeti elemei: ezüst, ón és antimon, illetve szennyez ı anyagként van jelen bárium.

Falevél ólomtartalma: Két mintát vizsgáltunk egy falevélb ı l. Az egyik az eredeti a másik pedig szennyezve van 250 g ólommal. A két minta azonos tömeg ő, és mindkett ı össze van porítva. A két mintát mérjük és keressük az ólom hármas L vonalszerkezetét. A szennyezett P jel ő mintát 5 percig mértük. Ennek spektruma látható a következ ı képen: A spektrumban jól láthatóak az ólom vonalai: az L α vonal 10,65 kev-nál és az L β vonal 12,74 kev-nál. A harmadik vonal el van ken ı dve, de a helye megfelel az ólomhoz tartozó irodalmi értéknek. Mivel az L β vonal a legmagasabb 942 impulzus, ezért annak nézzük a csúcs alatti területét: 5 perc alatt ez 5324±109 a szennyezett mintánál. A nem szennyezett eredeti t jel ő minta esetén 5 perc alatt csak 72 beütést számoltunk, ezért a hibákat csökkentend ı tovább mértünk. Ez a spektrum látható a következ ı ábrán. Az ólom L β vonalánál a csúcs alatti terület 60 perc alatt 4395±148 lett.

Ebb ı l a két mérésb ı l már meghatározható az eredeti minta ólomtartalma. A csúcs alatti területeket egységnyi id ı re normáljuk, és a két érték aránya adja meg a két minta ólomtartalmának arányát. A számolásokat elvégezve a levél ólomtartalma: 18,5±0,5 g, ami a minta 0,2 g-os tömegének 0,09 -e. Egyéb fém minták vizsgálata: Megvizsgáltuk a tiszta bizmut és wolfram spektrumát. Mindkét esetben felismertük, és azonosítottuk az L vonalszerkezetet. Megvizsgáltunk néhány ékszert, ahol azonosítottuk az arany, az ezüst és a réz vonalait. Megállapítottuk, hogy az arany és ezüst ékszereket rézzel keményítik. Egy kis strassz összetételét is megnéztük: azonosítottuk, hogy ólomból van, vagyis ólomüvegb ı l, és található benne antimon is. A mérések számszer ő eredményei a következ ı táblázatban találhatóak. Moseley-törvény: A következ ı táblázatban láthatóak a mért elemek vonalai. Z elem vonal csatornaszám ± E (ev) E (ev) 20 kalcium Kα 59,68 0,744 3688,79 44,57 23 vanádium Kα 81,39 0,190 4988,87 11,38 26 vas Kα 105,85 0,074 6453,66 4,45 K 117,07 0,449 7125,65 26,90 29 réz Kα 133,40 0,071 8057,58 4,23 K 147,72 0,408 8955,47 24,46 34 szelén Kα 186,57 0,045 11288,46 2,71 K 208,16 0,144 12581,47 8,64 38 stroncium Kα 235,65 0,030 14228,19 1,80 K 264,18 0,095 15937,13 5,68 42 molibdén Kα 290,92 0,025 17538,68 1,53 K 327,39 0,075 19723,11 4,48 47 ezüst Kα 369,41 0,703 22166,06 42,10 K 416,53 0,064 24968,16 3,83 50 ón Kα 420,15 0,542 25278,78 32,49 51 antimon Kα 438,84 0,641 26398,45 38,41 56 bárium Kα 535,54 0,615 32190,04 36,84 74 wolfram Lα 140,08 0,069 8504,30 4,15 L 162,36 0,069 9838,30 4,15 79 arany Lα 161,74 0,038 9801,25 2,29 L 191,34 0,051 11574,45 3,07

82 ólom 83 bizmut β Lα 176,29 0,165 10672,59 9,86 L 210,95 0,166 12749,06 9,97 Lα 180,60 0,042 10931,32 2,50 L 217,39 0,048 13134,46 2,87 Mind a négy típusú vonalra szeretnénk meghatározni a E A Z B 2 = ( ) Moseley-törvény A és B paraméterét. Ehhez az energia négyzetgyökét ábrázoljuk a rendszám függvényében, és a pontokra egyenest illesztünk. Az illesztett egyenes paramétereib ı l számolhatjuk A-t és B-t. A következ ı ábrákon láthatóak az adatpontok és a rájuk illesztett egyenesek. Kα K β

Lα L β Az illesztett egyenesek paramétereib ı következ ı táblázatban: l számolt A és B együtthatók találhatóak a Kα K β Lα L β A (ev) 10,71±0,06 12,38±0,05 1,88±0,03 2,94±0,05 B -1,5±0,1-2,09±0,09-6,9±0,7-16,2±0,9