卢瑟福散射实验By金秀儒物理三班Pb05206218PAGEI实验题目：卢瑟福散射实验学号：PB05206218姓名：金秀儒实验目的：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。实验仪器：卢瑟福散射装置、机械泵、放射源。实验原理：1．α粒子散射理论（1）库仑散射偏转角公式可以证明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：设，则，这就是库仑散射偏转角公式。（2）卢瑟福散射公式在上述库仑散射偏转公式中有一个实验中无法测量的参数b，因此必须设法寻找一个可测量的量代替参数b的测量。经常使用的是微分散射截面公式，微分散射截面其物理意义为，单位面积内垂直入射一个粒子（n=1）时，被这个面积内一个靶原子（）散射到角附近单位立体角内的概率。PAGEII（8）这就是著名的卢瑟福散射公式。代入各常数值，以E代表入射粒子的能量，得到公式：（9）其中，的单位为，E的单位为Mev。2．卢瑟福理论的实验验证方法对卢瑟福散射公式（9）或（10），可以从以下几个方面加以验证。（1）固定散射角，改变金靶的厚度，验证散射计数率与靶厚度的线性关系。（2）更换α粒子源以改变α粒子能量，验证散射计数率与α粒子能量的平方反比关系。（3）改变散射角，验证散射计数率与散射角的关系。这是卢瑟福散射击中最突出和最重要的特征。（4）固定散射角，使用厚度相等而材料不同的散射靶，验证散射计数率与靶材料核电荷数的平方关系。由于很难找到厚度相同的散射靶，而且需要对原子数密度进行修正，这一实验内容的难度较大。本实验中，只涉及到第（3）方面的实验内容，这是对卢瑟福散射理论最有力的验证。3．卢瑟福散射实验装置（1）散射真空室（2）电子学系统（3）步进电机及其控制系统在实验过程中，需在真空条件下测量不同散射角的出射粒子计数率，这样就需要经常地变换散射角度。在本实验装置中利用步进电机来控制散射角，可使实验过程变得极为方便。不用每测量一个角度的数据便打开真空室转换角度，只需在真空室外控制步进电机转动相应的角度即可；此外，由于步进电机具有定位准确的特性，简单的开环控制即可达到所需精确的控制。PAGEIII数据处理及结论：N~θ关系P~θ关系散射角θ0.1670.1940.2220.2500.278粒子数N2432252375253230.00450.00820.01370.02150.0319200s内粒子数N’2431137953321.090.921.081.131.02调整时，为该实验的散射物理零度；作N’~θ关系图如下可见，N’随θ增加而...
