Учебные лабораторные комплексы по квантовой физике. Лукс Р.К - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

Нетрудно видеть, что частицы, попавшие в площадку dS, обязательно
пройдут через элемент площади b·db·dφ кольца, расположенного на расстоянии
b от оси, на которой находится рассеивающий центр. Число частиц, прошедших
через этот элемент площади в единицу времени, равно
ϕ
ddbbjdA ⋅⋅⋅=
1
,
(10)
отсюда
Ω
⋅⋅
=
Ω⋅
=
Ω
=
d
ddbb
dj
dA
d
d
I
ϕσ
θ
1
)( .
(11)
Если проинтегрировать по
ϕ
от 0 до 2π, то d
σ
будет представлять собой
площадь пояса, изображенного слева на рис.2. Поскольку b – микроскопический
параметр, воспользуемся формулой (7) и выразим d
σ
через измеряемую
величину – угол рассеяния
θ
. В результате будем иметь:
2/sin
1
2
)(
4
2
2
θ
σ
θ
=
Ω
=
E
Ze
d
d
I ,
(12)
где, d
Ω
= dS/R
2
= sin
θ
d
θ
d
ϕ
, а R – расстояние до площадки dS . Здесь учтено,
что Z
1
= 2, Z
2
= 79 – 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 с
электронами, приводящие к разбросу в среднем в 2
о
– 3
о
. В этой области углов
рассеяние по Резерфорду практически не дает вклада. Начиная с углов
рассеяния в 5
о
– 6
о
, 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.
2. 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.
2.1. Базовая установка
Базовая установка представляет собой вакуумированную камеру (камера
рассеяния), в которой находится в соответствии со схемой (рис.1) источник α-
частиц. Энергетический спектр которого состоит из трех линий (рис.3): линии
Рu 239 (5165 кэВ) (самая интенсивная), линии Сm 244 (5790 кэВ) (крайняя

Страницы