盧瑟福散射實(shí)驗(yàn)報(bào)告[實(shí)驗(yàn)研究]

1、盧瑟福散射實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)步驟：1. 測量粒子在空氣中的射程，計(jì)算粒子的能量E a) 將空靶插入卡槽，測量靶到探頭的距離l 1 和源到探頭的距離l 2 ，并記錄室溫T b) 蓋上真空室上蓋，開啟機(jī)械泵電源將真空室抽真空。c) 打開測量軟件，從-5測到5,以1為步長測粒子能譜峰區(qū)計(jì)數(shù)，每個(gè)角度測60s，確定物理0角； d) 靶臺(tái)轉(zhuǎn)至物理0角，測ROI 計(jì)數(shù)120s； e) 關(guān)閉電磁閥2，緩慢放氣至6.0kPa 左右后停止放氣。 f) 在630kPa 范圍測氣壓對計(jì)數(shù)的影響，測4 個(gè)點(diǎn)（連同氣壓為0 的點(diǎn)共至少5 個(gè)點(diǎn)），每點(diǎn)測120s。g) 繪制P-N曲線，得到粒子的平均射程及能量2. 驗(yàn)證N1si

2、n42關(guān)系a) 緩慢放完氣后，打開真空室蓋子，換上金靶，合上蓋子抽真空。 b) 在-55范圍以1為步長測粒子能譜峰區(qū)計(jì)數(shù)，每個(gè)角度測90s，確定物理0角； c) 在1025范圍選5 個(gè)角度測散射計(jì)數(shù)，每個(gè)角度根據(jù)計(jì)數(shù)率調(diào)整測量時(shí)間。d） 繪制N-曲線，并與理論值比較。數(shù)據(jù)分析：1. 粒子射程及能量確定物理零度角：角度/-5-4-3-2-1選區(qū)計(jì)數(shù)7362573675698316199151905由數(shù)據(jù)可得-4時(shí)計(jì)數(shù)最多，故物理0角為-4。改變真空室氣壓，記錄120s內(nèi)探測器計(jì)數(shù)，繪制P-N關(guān)系圖對曲線進(jìn)行線性擬合，得到N = -2750.3P + 150823 ，相關(guān)系數(shù)R = 0.988由解

3、析式可推得，P=0時(shí)N0=150823，N=N0/2時(shí)P=27.42kPa。此時(shí)源到探測器距離l2即平均射程。由 =1.293P/101.325273/T，得到室溫24.3，P=27.42kPa時(shí)空氣密度N02=1.29327.42101.325273297.3=0.321 kg/m3R標(biāo)標(biāo)=RN02N02 R標(biāo)=RN02N02標(biāo)=4.230.3211.293=1.050cm由R=0.285+0.005EE1.5可解出E=2.323MeV2. 驗(yàn)證N1sin42關(guān)系確定物理零度角角度/-3-2-10選區(qū)計(jì)數(shù)6628693767876437由數(shù)據(jù)可得-2時(shí)計(jì)數(shù)最多，故物理0角為-2 改變散射角，

4、測散射計(jì)數(shù)，繪制N-圖散射角/1013161922時(shí)間/s2001503006001000選區(qū)計(jì)數(shù)57682173197919541453由N=Ksin42，對曲線進(jìn)行線性擬合，斜率即K=0.0016.做Nsin42=K圖像，與理論計(jì)算值K=4.806510-34N0E2l12=0.0082比較相對誤差K測-K理論K理論=0.0016-0.00820.0082=80.5%思考題2. 有偏差，而且在較大時(shí)更加明顯，主要原因在于盧瑟福散射公式本身所推論的是一個(gè)概率，只有當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間趨于無窮時(shí)才會(huì)完全相符，但由于客觀原因的限制我們無法利用更長的時(shí)間來獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，因此隨機(jī)性的因素便會(huì)較大的影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。此外，實(shí)驗(yàn)中真空室的純度及零度角整的偏差也會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。（本次實(shí)驗(yàn)中較為準(zhǔn)確的零度應(yīng)在2度附近，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)