盧瑟福散射實驗報告[實驗研究]

1、盧瑟福散射實驗報告實驗步驟：1. 測量粒子在空氣中的射程，計算粒子的能量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)計數(shù)，每個角度測60s，確定物理0角； d) 靶臺轉(zhuǎn)至物理0角，測ROI 計數(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 范圍測氣壓對計數(shù)的影響，測4 個點（連同氣壓為0 的點共至少5 個點），每點測120s。g) 繪制P-N曲線，得到粒子的平均射程及能量2. 驗證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)計數(shù)，每個角度測90s，確定物理0角； c) 在1025范圍選5 個角度測散射計數(shù)，每個角度根據(jù)計數(shù)率調(diào)整測量時間。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)計數(shù)7362573675698316199151905由數(shù)據(jù)可得-4時計數(shù)最多，故物理0角為-4。改變真空室氣壓，記錄120s內(nèi)探測器計數(shù)，繪制P-N關(guān)系圖對曲線進行線性擬合，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N0=150823，N=N0/2時P=27.42kPa。此時源到探測器距離l2即平均射程。由 =1.293P/101.325273/T，得到室溫24.3，P=27.42kPa時空氣密度N02=1.29327.42101.325273297.3=0.321 kg/m3R標標=RN02N02 R標=RN02N02標=4.230.3211.293=1.050cm由R=0.285+0.005EE1.5可解出E=2.323MeV2. 驗證N1sin42關(guān)系確定物理零度角角度/-3-2-10選區(qū)計數(shù)6628693767876437由數(shù)據(jù)可得-2時計數(shù)最多，故物理0角為-2 改變散射角，

4、測散射計數(shù)，繪制N-圖散射角/1013161922時間/s2001503006001000選區(qū)計數(shù)57682173197919541453由N=Ksin42，對曲線進行線性擬合，斜率即K=0.0016.做Nsin42=K圖像，與理論計算值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概率，只有當實驗時間趨于無窮時才會完全相符，但由于客觀原因的限制我們無法利用更長的時間來獲得更加準確的數(shù)據(jù)，因此隨機性的因素便會較大的影響實驗的結(jié)果。此外，實驗中真空室的純度及零度角整的偏差也會對實驗結(jié)果造成影響。（本次實驗中較為準確的零度應在2度附近，但因為實驗