Опыт Резерфорда. Изотов В.В - 10 стр.

                                                                          10


       Если проинтегрировать по ϕ от 0 до 2π, то dσ будет представлять собой
площадь пояса, изображенного слева на рис.2. Поскольку b -
микроскопический, неизмеряемый параметр, воспользуемся формулой (7) и
выразим dσ через измеряемую величину - угол рассеяния θ. В результате будем
иметь:
                        2
                dσ ⎛⎜ Ze 2 ⎞⎟     1
       I (θ ) =   =                                              (12)
                dΩ ⎜⎝ 2 E ⎟⎠ sin 4 θ / 2
где dΩ=dS/R2=sinθ dθ dϕ, а R - расстояние до площадки dS. Здесь учтено, что
Z1=2, Z2=Z – атомный номер ядра мишени. Соотношение (12) есть известная
формула Резерфорда.
       Полученная формула определяет зависимость дифференциального
сечения от угла рассеяния. Качественные рассуждения о роли многократных
столкновений дают возможность восстановить картину движения α-частицы в
веществе мишени. α-частица всегда испытывает многократные столкновения,
приводящие к разбросу в среднем в 2о-3о. В этой области углов рассеяние по
Резерфорду практически не дает вклада. Начиная с углов рассеяния в 5о-6о,
наоборот, резерфордовское рассеяние становится превалирующим. Таким
образом, до столкновения с ядром и после столкновения α-частица двигается
практически прямолинейно. Поскольку ядра очень малы, то мишень почти
прозрачна для α-частиц, которые лишь изредка (и в силу условия λ>>L
однократно) сталкиваются с ядрами.

           Гл.II Учебный лабораторный комплекс
                 Опыт Резерфорда (УЛК ОР).
      Учебный лабораторный комплекс представляет собой действующую
модель, функционально не отличающуюся от своего базового прототипа.
Конструктивно УЛК ОР предоставляет возможность пользователю работать с
использованием и без использования компьютера.

      II.1. Базовая установка.
       Базовая установка представляет собой вакуумированную камеру (камера
рассеяния), в которой находится в соответствии со схемой (рис.1) источник α-
частиц (Pu238), энергетический спектр которого состоит из двух тесно
расположенных линий 5491 кэВ и 5450 кэВ. Первая по интенсивности
составляет ∼ 65%, а вторая - 35 % . Средневзвешенное значение Еα≈ 5,48 МэВ
(рис.3).
       Поскольку при столкновении α-частиц с молекулами воздуха α-частицы
заметно теряют свою энергию, то камера рассеяния должна быть откачана до
давления ∼ 1 мм ртутного столба.
       Мишенью служит золотая пленка толщиной ≈ 1 мкм.
       Подвижный полупроводниковый детектор регистрирует попадающие в
него α-частицы. Сигналы с детектора через зарядо-чувствительный усилитель
попадают либо на пересчетную схему, либо на специальную
спектрометрическую плату, вмонтированную в системный блок компьютера. На
экран компьютера выводится спектр рассеянных частиц.