卢瑟福散射实验 (4).doc

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α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α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α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α粒子的路线是双曲线，偏转角θ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(θ) 30 35 40 45 50 时间(t) 200 400 600 1000 2000 计数值（N） 150 156 111 111 149 对数据进行归一化： 0.0045 0.0082 0.0137 0.0214 0.0319 N 150 78 37 22.2 14.9 P 0.6731 0.6396 0.5069 0.4751 0.4753 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α粒子源辐射粒子的随机性也有关。同时，我们组仪器的α粒子源单位时间放出的α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α粒子的不停衰变有关，考虑到半衰期，应该不是重要原因。