了解卢瑟福散射

实验内容

241Am放射出来的α粒子与厚2μm的金箔中的金原子相撞击,调查α粒子散射的状态。

所需材料

α粒子散射实验装置(由真空容器,闪烁检测器组成),高电压电源,计数器,脉冲放大器,导线,真空泵,金箔,α线源(241Am,17μCi)。

实验方法

1.如图a所示,在真空容器中设置α线源和金箔,在1分钟的时间里检测出穿过金箔的α粒子,可检测出2万个左右。

2.然后,如图b所示设置α线源和金箔,5分钟检测出在金箔后方的散射的α粒子。能散射到后方的几率是非常小的,因而检测器只能捕捉到部分粒子,被检测出的粒子数只有为数不多的几个。

散射实验

说明

当α粒子和金原子发生几乎是正面冲突的冲撞时,就会出现α粒子的后方散射。因此,我们根据241Am放射的α粒子的动能E=5.5[MeV]=5.5×106×e(J),便可以计算出α粒子和金的原子核的最近距离r(m)(e为基元电荷)。

当α粒子与金的原子核之间的距离达到最近时,α粒子最初所携带的动能会通过静电的作用变为势能。

则:根据\(5.5 \times {10^6} \times e = 2e \times \frac{{k \cdot 79e}}{r}\)

\[r = \frac{{2e \times k \times 79e}}{{5.5 \times {{10}^6} \times e}} = 4.0 \times {10^{ - 14}}m\]

这个值告诉了我们金的原子核半径的上限。金原子的半径大约在1.44×10-10m,那么和原子的大小相比,我们就能知道原子核是如此之小了。

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发布时间:2014/9/20 19:48:39  阅读次数:6855

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