Задание 6. Рассеяние на мишени. Зависимости интенсивности рассеяния от заряда ядра мишени

Вернитесь в режим ОГЛАВЛЕНИЕ, переместите курсор в область РАССЕЯНИЕ НА МИШЕНИ и в открывшемся подокне выберите режим ЗАВИСИМОСТЬ ОТ Z  I(Z) и войдите в него. Зафиксируйте (отметьте в тетради) параметры опыта: n₀ = 9910²² cм^-3, t = 100 с (установлено “по умолчанию”), E = 5 МэВ (“по умолчанию”), угол рассеяния 10 (“по умолчанию”) и, начиная с порядкового номера Z = 50 ядра-мишени, проведите серию опытов по рассеянию -частиц при различных Z (от 50 до 100 МэВ). Полученные результаты занесите в табл. 8.

Опыты по рассеиванию -частиц: n₀ = 9910²² cм^-3, t = 100 с, Z = 100, E = 5 МэВ

Таблица 8

Порядковый номер ядра мишени, Z	50	60	70	80	90	100
Число импульсов счёта, N

Обработка результатов задания 6 (производится в ходе выполнения задания в лаборатории)

После завершения последнего измерения при Z = 100 не выходя в окно ОГЛАВЛЕНИЕ, нажмите клавиатурную клавишу PgDn и войдите в компьютерную таблицу. Если трижды нажимать Enter после Esc, то компьютер сам рассчитает I(Z), и результаты будут отображены в таблице на экране. Занесите отображённые компьютером данные в табл. 9 и постройте по ним графики I(Z) результатов эксперимента и данные, вычисленные по модели Резерфорда (графики можно строить при домашней подготовке отчёта)

Зависимости I()

Таблица 9

Порядковый номер ядра мишени, Z		50	60	70	80	90	100
I()10-22, см2	Эксперимент
	Формула Резерфорда

Контрольные вопросы

1. Напишите закон Кулона. При каких условиях он выполняется? Какое отношение имеет закон Кулона к опытам по изучению структуры атома?

2. Какие законы сохранения выполняются для системы ядро + a-частица?

3. Что такое электрон? Назовите его основные свойства.

4. Что такое протон? Назовите его основные свойства.

5. Что такое нейтрон? Назовите его основные свойства.

6. Что такое a-частица? Назовите ее основные свойства.

7. Что такое a- и b-излучение?

8. Объясните строение атома.

9. Объясните строение ядра атома.

10. Что такое рассеяние?

11. Дайте определение угла рассеяния.

12. Дайте определение прицельного параметра.

13. Дайте определение эффективного сечения рассеяния. Как оно связано с вероятностью взаимодействия?

14. Что такое дифференциальное сечение взаимодействия?

15. Перечислите известные модели строения атома.

16. Каковы силы взаимодействия между ядром атома и его электронами?

17. Каковы силы взаимодействия между ядром атома и налетающей a-частицей?

18. Определите массу -частицы по результатам эксперимента.

Библиографический список

1. Савельев И.В., Курс физики, т.3, §14.

2. Шпольский Э.В., Атомная физика, т. I, §§25, 28

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Курс физики, М.:, Высшая школа, 1999, §§38.1-2, с. 529-532

4. А.Beiser. Perspectives of modern physics. Русский перевод:

А.Бейзер. Основные представления современной физики. М.:, Атомиздат, 1973

-частицей называется ядро атома гелия (двукратно ионизированный атом гелия). Она имеет положительный электрический заряд q_ = +2e, где е - элементарный заряд, равный 1.610^-19 Кл, и состоит из двух протонов и двух нейтронов . -лучи (излучение) есть поток -частиц.

*⁾ В используемой программе d это то же, что и прицельный параметр b в нашем описании (см. рис. 6)

*⁾ Эта часть задания может выполняться вне лаборатории при домашней подготовке отчёта