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)3035404550时间(t)20040060010002000计数值(N)150156111111149对数据进行归一化:0.00450.00820.01370.02140.0319N150783722.214.9P0.67310.63960.50690.47510.4753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。