1、卢瑟福散射实验实验目的:本实验通过卢瑟福核式模型,说明粒子散射实验,验证卢瑟福散射理论;并学习应用散射实验研究物质结构的方法。实验原理:1库伦偏转角:当粒子进入原子核库仑场时,一部分动能将改变为库仑势能。设粒子最初的的动能和角动量分别为E和L,由能量和动量守恒定律可知: (1) (2)由(1)式和(2)式可以证明粒子的路线是双曲线,偏转角与瞄准距离b有如下关系: (3)设,则2卢瑟福散射公式:数据处理:角度()3035404550时间(t)20040060010002000计数值(N)150156111111149对数据进行归一化:0.00450.00820.01370.02140.0319N
2、150783722.214.9P0.67310.63960.50690.47510.4753所以角度与P的关系:(2)角度和N的关系图:(3)研究性内容 应用多道分析器可将输入的脉冲按其不同幅度送入相对应的道址中,而在实验中,是将一定脉冲幅度范围内的脉冲当成同幅度的脉冲进行计数的,因而可以保证在脉冲数较少的情况下的计数,而多道分析器由于将脉冲幅度分的较细,因此在脉冲数较少的情况下,测出的能谱图并不能有较明显的峰,因此应用多道分析器时,应使计数的时间长一些。实验误差分析:实验数据与理论值存在较大误差。理论上在真空条件下测量不同角度P应该是一个常数,但图中显然不是。分析误差:1 散射真空室并非真正的真空状态,用抽气机抽气可以抽去真空室内部分空气,但离真正的真空差的还很远。2我们在同一偏转角度和相同时间段的情况下,两次读数差别明显,这与粒子源辐射粒子的随机性也有关。同时,我们组仪器的粒子源单位时间放出的粒子较少,这在一定程度上也会增大误差,如果延长实验时间,可以在一定程度上减少误差。3可能与粒子的不停衰变有关,考虑到半衰期,应该不是重要原因。