了解卢瑟福散射

实验内容

将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。

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。

发布时间：2014/9/20 下午7:48:39  阅读次数：7874