卢瑟福散射实验报告

实验步骤：

1. 测量α粒子在空气中的射程，计算α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α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α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α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-θ曲线，并与理论值比较。

数据分析：

1. α粒子射程及能量

确定物理零度角： 角度/° 选区计数 -5 73625 -4 73675 -3 69831 -2 61991 -1 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 2. 验证

关系

可解出E=

确定物理零度角 角度/° 选区计数 -3 6628 -2 6937 -1 6787 0 37 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-θ图 散射角/° 时间/s 10 200 13 150 16 300 19 600 22 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

KthetarelationK0.0150.0100.005121416182022thetadegree 相对误差 思考题

2. 有偏差，而且在θ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.