银箔的α粒子散射实验

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1、实验报告2011年7月18日少年班学院2010级姓名：张泽坤PB10000824胡刚毅PB10000830实验题目：验证银箔的厚度对α粒子散射的影响。实验目的：之前使用金箔做卢瑟福散射实验时实验结果不稳定，P值出现波动，经分析，是金箔不平整造成的。本实验采用真空蒸发镀膜方法得到微米级的银箔用于实验。并且可以在其他条件不变的情况下，通过改变银箔的层数改变金属箔的厚度t，通过测量粒子散射数目的变化来验证卢瑟福散射公式。实验原理：1、蒸发镀膜原理：通过加热蒸发某种物质使其沉积在固体表面，称为蒸发镀膜。蒸发物质如金属、化合物等置于坩埚内或挂在热丝

2、上作为蒸发源，待镀工件，如金属、陶瓷、塑料等基片置于坩埚前方。待系统抽至高真空后，加热坩埚使其中的物质蒸发。蒸发物质的原子或分子以冷凝方式沉积在基片表面。薄膜厚度可由数百埃至数微米。膜厚决定于蒸发源的蒸发速率和时间（或决定于装料量），并与源和基片的距离有关。选择真空环境是为了降低材料的熔化温度,增大分子的平均自由程和淀积速率,从而可以提高薄膜的纯度和牢固度。薄膜生长的初始阶段,材料原子被吸在基片表面上后,沿着基片表面继续移动,在这种移动过程中,由于相互冲撞而形成集合体,当这种集合体达到一定大小时就形成了稳定的结晶核,淀积过程继续进行使晶核

3、增大,而数量并不1/10实验报告2011年7月18日少年班学院2010级姓名：张泽坤PB10000824胡刚毅PB10000830显著增多。提高真空度、净化基片和采用蒸发挡板等都可以提高薄膜在基片上的附着力。2221Ze2、卢瑟福散射公式：NntT24mV400sin2实验步骤：（一）制作银膜1、镀膜室的清理与准备：先向钟罩内充气一段时间，然后升钟罩，清理镀膜室；2、准备基底和材料：用酒精棉球清洗载玻片，并固定在基片上。将铝片和铜片固定在载玻片上，把银粒放在真空室中的加热器上，并在真空室顶部装好基底，关

4、好真空室；3、抽真空：依次对钟罩和系统抽真空，直到气压达到3Pa的量级；104、蒸发：给加热器通电，加热器渐渐发红，银粒开始液化，逐渐蒸发完。过一段时间，切断电流；5、冷却：停止油扩散泵加热，关复合真空计。约50分钟后，充气，升钟罩，取出基片，关好真空室，对容器抽低真空3—5分钟；6、用镊子从基片上取下银膜。（二）散射实验1、取2张银膜，分别固定在两张打洞过的硬质纸之间，固定中尽量不出现褶皱；2、将一张银膜放在散射仪器原来放置金箔的位置，直接观察并调节2/10实验报告2011年7月18日少年班学院2010级姓名：张泽坤PB1000082

5、4胡刚毅PB10000830散射源准直孔大致与探测器孔准直，压紧真空室盖子，打开机械泵，对真空室进行抽真空；3、以当前位置为0°点，在-5°~+5°内每隔1°用探测器记录60秒内α粒子数，取其中最多者为实验中的0°点；4、调节步进电机，在10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°处分别测100s、100s、100s、200s、400s、400s、600s、1000s、2000s，分别记录α粒子数；5、在同一位置再置入一张银膜，重复以上步骤。数据处理：单层银箔的散射数据如下表：θ/°t/snT/sNP101006

6、246862468.003.604151001440614406.004.1822010016541654.001.50425200574287.000.6303040033010082.500.3703540014937.250.3054060010617.670.24245100011411.400.2445020001206.000.1913/10实验报告2011年7月18日少年班学院2010级姓名：张泽坤PB10000824胡刚毅PB10000830双层银箔的散射数据如下表：θ/°t/snT/sNP101003690036900.

7、002.1291510066636663.001.9342010010231023.000.93025200469234.500.5153020018210091.000.4083540015538.750.3174060012921.500.29445100014214.200.3055020001276.350.2034/10实验报告2011年7月18日少年班学院2010级姓名：张泽坤PB10000824胡刚毅PB10000830综合两次实验的数据得到下表：θ/°N1N2P1P21062468.0036900.003.6042.129

8、1514406.006663.004.1821.934201654.001023.001.5040.93025287.00234.500.6300.5153082.5091.000.3700.