神秘的光电倍增管

神秘的光电倍增管

科学家们在对原子结构的早期研究中，闪烁方法曾发挥过重要的作用。20世纪初，卢瑟福在进行e粒子散射实验时发现，粒子通过金箔发生散射后，打在闪烁材料制作的光屏上，就可引起闪烁。于是卢瑟福等人就借助放大镜或显微镜，在暗室中用肉眼观测闪烁次数来计数。这种方法现在看上去极为原始，但却被科学家们使用了四分之一个世纪，它在早期原子结构的探索中起过很大的作用。

到了20世纪30年代，由于盖革计数器得到了极大的改进，气体放电计数管技术获得很大发展，随之取代了目测闪烁方法，以至于目测闪烁法成了一个历史名词，并被人们搁置了15年之久。

然而，到了20世纪40年代，闪烁方法又被人们重新提起。这首先得益于光电倍增管技术的发展。在第二次世界大战期间，由于战争的需求，光电信增管被用于噪声发生器，以达到对雷达实施干扰的目的。这大大刺激了光电倍增管的大量生产与应用。但战争一结束，光电倍增管的用量也就大大减少了，因此，就造成光电倍增管的大量积压。

虽然光电倍增管一时“失宠”了，然而科学家们却看上了这种光电器件，科学家们发现它对一些弱光表现出了很大的灵敏性，将它与硫化锌闪烁体一起使用，就构成了一种新型的探测装置。就这样，这种新的探测装置又使闪烁方法“复活”了，它又成了研究原子核物理学的重要实验手段。

闪烁计数器比盖革计数器要复杂一些，它是由两部分组成的。它的上半部分是涂有荧光物质的圆筒，进入管中的粒子，打在荧光物质上就会发出闪光，这有利于科学家们的观察。

它的下半部分是一个密封的圆筒，筒内安装有10～12个阴极板。在闪烁计数器中，它是人们观察荧光的眼睛，名叫“光电倍增管”。

闪烁计数器记数的方法与盖革计数器不同。一旦有粒子射入闪烁计数器中，打到荧光物质上产生荧光。这荧光照射到光电倍增管的阴极板上，就会有光电子释放出来。这些光电子在电场中被加速，获得一定能量后，紧接着又打在下一个相邻的阴极板上，又有新的电子产生。由于光电倍增管中有多个电极，在电子连续作用下，瞬间就会产生众多的电子，光电倍增管的作用正在于此。于是向外电路输出一个很强的电讯号，电子设备立刻记录下来。依照记录到的电脉冲的数目，人们便很容易确认进入计数器的电子数目。

闪烁计数器具有很高的分辨本领，粒子与粒子之间的间隔，可以记录到10^－9秒，可见这种计数器记录的速度是惊人的。使用闪烁计数器不但能够记录粒子的数目，而且还可以根据电脉冲的强弱，分析粒子的性质，测定入射粒子的能量。如果这种计数器与其他一些探测仪器配合使用，在许多实验中它可以得到广泛的应用。