卢瑟福散射实验报告 实验步骤 1 测量 粒子在空气中的射程 计算 粒子的能量E a 将空靶插入卡槽 测量靶到探头的距离l 1 和源到探头的距离l 2 并记录室温T b 盖上真空室上盖 开启机械泵电源将真空室抽真空 c 打开测量软件 从 5 测到 5 以 1 为步长测 粒子能谱峰区计数 每个角度测60s 确定物理 0 角 d 靶台转至物理0 角 测ROI 计数 120s e 关闭电磁阀2 缓慢放气至左右后停止放气 f 在 6 30kPa 范围测气压对计数的影响 测4 个点 连同气压为0 的点共至少5 个 点 每点测120s g 绘制 P N 曲线 得到 粒子的平均射程及能量 2 验证关系 a 缓慢放完气后 打开真空室盖子 换上金靶 合上盖子抽真空 b 在 5 5 范围以 1 为步长测 粒子能谱峰区计数 每个角度测90s 确定物理0 角 c 在 10 25 范围选5 个角度测散射计数 每个角度根据计数率调整测量时间 d 绘制 N 曲线 并与理论值比较 数据分析 1 粒子射程及能量 确定物理零度角 角度 5 4 3 2 1 选区计数73625 73675 69831 61991 51905 由数据可得 4 时计数最多 故物理0 角为 4 改变真空室气压 记录120s 内探测器计数 绘制P N 关系图 对曲线进行线性拟合 得到N 150823 相关系数R2 由解析式可推得 P 0时 N0 150823 N N0 2 时 P 此时源到探测器距离 l2 即平均射程 由 得到室温 P 时空气密度 由可解出 E 2 验证关系 确定物理零度角 角度 3 2 1 0 选区计数6628 6937 6787 6437 由数据可得 2 时计数最多 故物理0 角为 2 改变散射角 测散射计数 绘制N 图 散射角 10 13 16 19 22 时间 s 200 150 300 600 1000 选区计数5768 2173 1979 1954 1453 对曲线进行线性拟合 斜率即K 做图像 与理论计算值比较 121416182022 theta degree 0 005 0 010 0 015 K Ktheta relation 相对误差 思考题 2 有偏差 而且在 较大时更加明显 主要原因在于卢瑟福散射公式本身所推论的是一个 概率 只有当实验时间趋于无穷时才会完全相符 但由于客观原因的限制我们无法利用更长 的时间来获得更加准确的数据 因此随机性的因素便会较大的影响实验的结果 此外 实验中真空室的纯度及零度角整的偏差也会对实验结果造成影响 本次实验中 较为准确的零度应在2 度附近 但因为实验仪器的精度无法进一步校准 3