王思广，罗棱尹，贾春燕

(北京大学 物理学院 核物理与核技术国家重点实验室，北京 100871)

穆斯堡尔谱仪分辨能力高，可精确探测原子核能级的变化，在物质结构研究领域有许多应用实例[1-7].北京大学开设穆斯堡尔实验[8]课程多年.穆斯堡尔实验涉及到的物理知识与常规的近代物理实验所研究的射线与物质的相互作用有本质区别，其实验设计非常巧妙，教学过程有些问题值得思考，例如：为什么选用薄的探测器用于穆斯堡尔实验？将振动幅度增加1倍后穆斯堡尔谱会如何变化？如果上、下阈卡得不合适会如何影响最后的穆斯堡尔谱？放射源与样品之间的距离对穆斯堡尔谱有何影响？由于实验条件限制，实验室未配备不同厚度的探测器进行实验验证，实验课堂教学时间也不允许学生调节不同振动速度的幅度多次实验进行检验.理论讲解对于初步接触γ射线与探测器的学生非常抽象.为了让学生深入了解实验，利用Geant4软件包[9-10]开发了穆斯堡尔实验的模拟软件mossbSim.

1 穆斯堡尔实验原理

1957年，穆斯堡尔研究191Ir的γ射线的共振散射现象时发现了穆斯堡尔效应：在固体中的核发射或吸收γ射线时存在部分原子核无反冲的现象.要理解原子核无反冲对于穆斯堡尔实验的重要性，需要比对能级宽度与反冲能量的量级.

如果1个核的激发态寿命为τ，则其在退激发出的γ射线的能量不单一.能量分布I(E)与发出的γ射线的能量E之间的关系通常用洛伦兹……