- •Опыт резерфорда по рассеянию -частиц
- •Введение
- •Физические основы явления
- •Основные параметры теории рассеяния
- •Рассеяние частиц в опыте Резерфорда
- •Особенности модельного эксперимента
- •Порядок выполнения работы Задание 1. Знакомство с демонстрацией рассеяния -частиц в опыте Резерфорда
- •Обработка результатов задания 2 (может выполняться при домашней подготовке отчёта)
- •Обработка результатов задания 3 (может выполняться при домашней подготовке отчёта)
- •Задание 4. Рассеяние на мишени. Угловые зависимости интенсивности рассеяния
- •Обработка результатов задания 4 (производится в ходе выполнения задания в лаборатории)
- •Задание 5. Рассеяние на мишени. Энергетические зависимости интенсивности рассеяния
- •Обработка результатов задания 5 (производится в ходе выполнения задания в лаборатории)
- •Задание 6. Рассеяние на мишени. Зависимости интенсивности рассеяния от заряда ядра мишени
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Порядок выполнения работы Задание 1. Знакомство с демонстрацией рассеяния -частиц в опыте Резерфорда
1. Запустите программу ФИЗИКОН “Опыты Резерфорда”. Установите минимальное значение скорости (энергии) -частиц и, нажав ЛКМ кнопку “Демо” на экране монитора, наблюдайте процесс рассеяния -частиц на ядре. При этом считайте число N актов рассеяния на углы, большие 90.
Специально отметьте число актов строго рассеяния назад (на ).
После наблюдения всего около N 100 актов рассеяния под произвольными углами рассчитайте долю N/N -частиц, рассеянных на углы, большие 90. Занесите полученный результат в отчёт по работе.
2. Проведите модельный эксперимент программой ФИЗИКОН с нулевым прицельным расстоянием d*) и двумя скоростями (энергиями) -частиц: минимальной и максимальной. Отметьте получающиеся минимальные расстояния rmin сближения -частицы с ядром и соответствующие скорости.
Рассчитайте отношения энергий -частицы и rmin для этих двух случаев. Сравните результаты с теорией и занесите в отчёт для дальнейшего обсуждения при защите работы.
3.*) По формуле (8) используемой при рассеянии назад, энергии и заряду (Z=2e) -частицы рассчитайте заряд ядра (Z в единицах элементарного заряда e) для металла мишени-рассеивателя.
4. Завершите работу с программой ФИЗИКОН, нажимая ЛКМ последовательно кнопки “Выход” и “О’кей”.
Задание 2. Регистрация рассеяния -частиц
1. Запустите программу atomic_R.exe, войдите в окно с экспериментальной установкой.
2. Установите первую мишень-рассеиватель – медь и максимальную толщину фольги – 9 мкм.
3. Проведите опыты по рассеиванию -частиц на мишени при различных углах (от 5 до 60), данные заносите в табл. 1.
4. Повторите опыты еще для двух металлов мишени, имеющихся в наборе. Металл и толщину фольги выберите по заданию преподавателя, либо произвольно. Имейте в виду, что при увеличении толщины фольги скорость счёта и число импульсов, зарегистрированных за время измерения уменьшается, что приводит к возрастанию статистической погрешности эксперимента. С другой стороны, примите во внимание, что при малых углах счёта и “тяжёлых” мишенях (и малых толщинах фольги) счётчик может переполняться, не отображая старшую цифру зарегистрированного числа на индикаторе.
Полученные данные занесите в табл. 1.
Опыты по рассеиванию -частиц Таблица 1
|
Число импульсов счёта, N | ||||||||||||
|
Угол рассеивания , град |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
Медь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Серебро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свинец |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Олово |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Золото |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Перейдите в окно обработки данных, нажатием ЛКМ кнопки “>>” в правом нижнем углу экрана и, после нажатия кнопки “Счёт”, наблюдайте соответствие Ваших данных модели Томсона и Резерфорда соответственно.