Опыт Резерфорда. Изотов В.В - 15 стр.

UptoLike

15
измерении интенсивности (числа частиц в единицу времени), регистрируемой
детектором.
Для достижения требуемой статистической точности необходимо
выбрать такое время набора (время эксперимента), при котором выполнялась бы
заданная экспериментатором точность (относительная ошибка составляла бы
заданный процент точности, указанный в задании).
dNtdA
I
dI
I
11
)(
)(
=
==
θ
θ
δ
(13)
где δI - относительная статистическая ошибка дифференциального сечения I(θ),
dI(θ) – абсолютная ошибка, dA - интенсивность рассеянных под углом θ α-
частиц, t - время экспозиции. Т.о. с ростом t ошибка уменьшается и,
следовательно, при увеличении угла θ следует увеличивать и время t, если
экспериментатор стремится не изменять ошибку с изменением угла рассеяния.
II.2.1.3 Задание.
1.
Вычислить элемент телесного угла dΩ, под которым виден детектор из
центра мишени.
2.
До включения компьютера проверить, соединены ли интерфейсные разъемы
компьютера и установки (
при работающем оборудовании подключать
или отключать кабели ЗАПРЕЩАЕТСЯ).
3.
Включить компьютер, найти на рабочем столе "Опыт Резерфорда" и открыть
его.
4.
Включить «сеть» прибора.
5.
Кнопкой «проверка вакуума» проверить состояние вакуумированной
системы (в окне индикатора должно быть ~ 1 мм рт. столба).
6.
Рукоятку, расположенную на левой боковой части прибора, повернуть
против часовой стрелки и вывести мишень (если она до этого находилась в
вертикальном положении) из-под пучка, уложив ее горизонтально.
При угле рассеяния θ = 0
о
измерить число частиц N прямого потока за
время t= 10 сек. Вычислить плотность тока пучка j (см. п.1 эксперимента).
При изменении положения детектора или мишени детектор предварительно
отключить.
7.
Ввести мишень под пучок (предварительно отключив детектор). Мишень
должна быть зафиксирована в вертикальном положении. Измерение
величины dN в соответствии с условиями эксперимента следует начинать с
θ=10
о
. Провести измерения числа рассеянных частиц dN для углов θ = 10
о
,
20
о
, 30
о
, 40
о
и 50
о
, с учетом 10% точности. Для этого по формуле (13)
предварительно вычислить dN=dAt
8.
Все результаты занести в таблицу.
9.
Рассчитать по теоретической формуле (12) I
т
(θ) для измеренных углов
рассеяния и занести данные в таблицу.
10.
Построить графики экспериментальной и теоретической кривых.
11.
Восстановить потенциал рассеяния.
                                                                            15


измерении интенсивности (числа частиц в единицу времени), регистрируемой
детектором.
      Для достижения требуемой статистической точности необходимо
выбрать такое время набора (время эксперимента), при котором выполнялась бы
заданная экспериментатором точность (относительная ошибка составляла бы
заданный процент точности, указанный в задании).

             dI (θ )    1       1
      δI =           =        =                                    (13)
              I (θ )   dA ⋅ t   dN
где δI - относительная статистическая ошибка дифференциального сечения I(θ),
dI(θ) – абсолютная ошибка, dA - интенсивность рассеянных под углом θ α-
частиц, t - время экспозиции. Т.о. с ростом t ошибка уменьшается и,
следовательно, при увеличении угла θ следует увеличивать и время t, если
экспериментатор стремится не изменять ошибку с изменением угла рассеяния.


   II.2.1.3 Задание.

1. Вычислить элемент телесного угла dΩ, под которым виден детектор из
    центра мишени.
2. До включения компьютера проверить, соединены ли интерфейсные разъемы
    компьютера и установки (при работающем оборудовании подключать
    или отключать кабели ЗАПРЕЩАЕТСЯ).
3. Включить компьютер, найти на рабочем столе "Опыт Резерфорда" и открыть
    его.
4. Включить «сеть» прибора.
5. Кнопкой «проверка вакуума» проверить состояние вакуумированной
     системы (в окне индикатора должно быть ~ 1 мм рт. столба).
6. Рукоятку, расположенную на левой боковой части прибора, повернуть
     против часовой стрелки и вывести мишень (если она до этого находилась в
     вертикальном положении) из-под пучка, уложив ее горизонтально.
     При угле рассеяния θ = 0о измерить число частиц N прямого потока за
     время t= 10 сек. Вычислить плотность тока пучка j (см. п.1 эксперимента).
     При изменении положения детектора или мишени детектор предварительно
     отключить.
7. Ввести мишень под пучок (предварительно отключив детектор). Мишень
    должна быть зафиксирована в вертикальном положении. Измерение
    величины dN в соответствии с условиями эксперимента следует начинать с
    θ=10о. Провести измерения числа рассеянных частиц dN для углов θ = 10о,
    20о, 30о, 40о и 50о, с учетом 10% точности. Для этого по формуле (13)
    предварительно вычислить dN=dA⋅t
8. Все результаты занести в таблицу.
9. Рассчитать по теоретической формуле (12) Iт(θ) для измеренных углов
    рассеяния и занести данные в таблицу.
10. Построить графики экспериментальной и теоретической кривых.
11. Восстановить потенциал рассеяния.