基于Matlab的α粒子的散射实验模拟

Matlab是一种具有强大的矩阵运算能力和绘图功能的科学计算软件.利用Matlab的计算、绘图和GUI功能可以对α粒子散射实验进行可控模拟,得出不同初始条件下的α粒子散射图像,有利于直观方便地对α粒子散射进行研究.     

让学生经历科学探究的过程

在分析课标要求、 教材内容和当前教学现状的基础上, 以问题形式引导学生侧重对α粒子散射实验装 置的设计思想和α粒子散射实验现象进行探究, 从中体验科学探究的乐趣和艰辛, 加深学生对科学本质的理解     

用APPLE—Ⅱ模拟演示α粒子散射实验

1909年盖革和马斯登在卢瑟福指导下进行的α粒子散射实验,对卢瑟福建立原子的核式结构模型起了关键的作用。现行高中物理教材都讲述了这个实验,但限于条件,中学里无法开设这个著名的经典性实验。我们利用APPLE—Ⅱ微机模拟演示α粒子的散射实验,取得了较好的效果,现介绍如下。     

为何不用电子做散射实验？

在"α粒子散射实验"的教学过程中,笔者遇到这样一个问题:既然1897年J.J.汤姆孙(J.J.Thomson)就发现了电子,并且在20世纪初从实验事实,人们已经对电子的一些性质有了相当的了解,为何不用电子做散射实验而要用α粒子做散射实验呢?带着这个问题笔者查阅了有关资料,而写出本文.     

用α粒子模型描写800MeV的p－~（40）Ca散射

在α粒子模型下用Ｇｌａｕｂｅｒ理论计算了８００ＭｅＶ的Ｐ－４０Ｃａ散射微分截面，分析本领和自旋旋转参数，结果与实验较好地符合，文中还分析了ｐ－α振幅中相因子的影响．     

卢瑟福的“炮弹”能弹回来吗?

原子物理学的核心概念是原子模型,在所有原子物理学教材中,原子的汤姆逊模型对α粒子的散射均是最为基础的内容.但在教学过程中,一般只从经典力学出发对α粒子的散射进行理论推演,而少有对相关误差传递及数理统计知识的阐述.本文从力学与数理统计的相关理论出发,对卢瑟福散射实验中α粒子大角度散射概率进行估算,并以此结果说明在教学过程中加强多学科知识融合能力的培养是提高学生科研能力的关键步骤.     

盖革对物理学的重要贡献

简述了盖革的生平,回顾了盖革在卢瑟福指导下进行的放射性研究,特别是与马斯登一起进行的α粒子散射实验,概述了盖革对计数器的发展和改进,介绍了盖革和博特一起用符合法对康普顿效应的研究,论述了盖革选择紧迫的实验先作,注重对年轻人的培养和满怀激情工作的风格.     

两种核α粒子模型波函数的一个对比

对于两种不同的核内α粒子波函数——独立α粒子模型波函数和简单高斯型波函数,通过重离子散射进行检验.实验明显支持前者而不利于后者.     

通过~（12）C＋~（12）C散射对两种不同模型的一个比较

对基于１２Ｃ的两种不同的结构模型建立起的描述１２Ｃ＋１２Ｃ的散射模型进行了对比．比较表明，１２Ｃ的α粒子结构模型能给出更好的结果．     

物理学中的虚拟实验

 按照科学实验中所使用的方法和涉及的对象来看,我们可以把物理实验划分为实际实验（ｒｅａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）与虚拟实验（Ｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ）两大类．前者在实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的,比如著名的α粒子散射实验中所牵涉到的α粒子放射源、金属箔、荧光屏、显微镜、α粒子的大角散现象等．而在虚拟实验中,没有一个有形的实验室,也没有以实物形态存在的实验工具与实验对象,整个实验过程主要是对虚拟物的操作．如光波机制的确定所采用的思想实验．     

弱源—表面镀膜式α散射实验

一、引言α粒子散射实验是原子物理学发展中极为重要的早期实验之一。1910年卢瑟福(E.Rutherford)、盖革(H.Geiger)和马斯顿(E.Marsden)等用α粒子射击重金属箔,结果,粒子被分别散射到不同方向上,并发生了大角度散射,由此诞生了卢瑟福的原子行星模型。随着量子理论的发展,现在对原子结构有了进一步的认识。但在非相对论量子力学中,散射截面的计算与经典的卢瑟福公式相同。因     

用小角X射线散射研究纳米粒子的粒度分布

采用小角X射线散射中的对数高斯分布函数的方法，确定了纳米粒子的粒度分布。通过理论分析、计算，对氧化锌纳粒子进行实验测试。结果表明，氧化锌纳米粒子的平均半径尺寸为3．34nm，分布的标准偏差为1．35。     

福尔马肼聚合物粒子的Mie散射研究

为确定检测水质用的ＮＴＵ标准液中的福尔马肼聚合物粒子的参数，本文运用Ｍｉｅ散射理论，结合对在线清水浊度仪的分析，通过氩离子激光与氦氖激光在标准浊度液中的消光与散射的实验及理论分析，发现福尔马肼聚合物粒子的粒度呈正态分布，分布中心的粒子直径为了１．２μｍ，粒子的折射率为１．３６，该结果在实验中得到了很好的验证。     

对海森伯γ射线显微镜思想实验的再考查

本文重新考查了海森伯当初对γ射线显微镜思想实验的论证，指出其中存在着种种漏洞：对点粒子误用了分辨本领的概念；对单个微观过程误用了经典光学的论据；以及误认为在散射实验中是对粒子的坐标进行了测量等等．     

α粒子散射截面新解

原子的核式结构模型可通过α粒子的散射得到证实。α粒子的散射理论是原子物理教学的重要内容。但因卢瑟福散射公式需利用理论力学的知识方能推导，导致该部分内容在普通物理教学中只能简单介绍而无法深入展开。本文介绍了一种适用于普通物理教学的求解α粒子散射截面的新方法。     

核与粒子物理专业实验教学改革和探索

 物理学是以实验为基础的学科。在核与粒子物理的研究方面,卢瑟福的α粒子散射实验首次实现了人工核反应,从此开始核物理时代。在20世纪,人们通过宇宙线观测实验和高能加速器实验,发现了许多奇异粒子和不稳定的共振态粒子等,极大地促进了核与粒子物理学的发展。核与粒子物理专业实验教学在大学生的实践能力与创新能力的培养方面起着重要的作用,是培养基础实、知识宽、能力强、素质高、创新型的大学生的重要环节之一。专业实验教学实验室应是高年级本科生的实践基地。我们原有专业实验教学体系已不能适应21世纪对人才的需求。     

随机取向立方粒子光散射的数值分析

用离散偶极子近似法，计算了立方粒子随机取向时在几种等效尺度参数下的光散射特性，并与等效球形粒子的光散射特性进行了比较．结果表明：立方粒子和其他非球形粒子与其等效球形粒子光散射特性之间的差别大致相同，说明对于随机取向的非球形粒子的光散射问题，粒子的内在对称性和表面的突变不会带来明显的效果． 关键词：     

α粒子散射与原子核大小的测量

根据α粒子散射实验,卢瑟福在１９１１年提出了如下的原子核式结构学说：原子中的正电荷不是均匀地分布在原子大小的整个球内,而是集中在比原子体积小得多的体积内,他把这个比原子小得多的体积称为原子核,它含有除电子质量以外的原子的全部质量,电子散布在校外整个区域绕核旋转．从这一模型出发,我们可以简化α粒子与原子碰撞的模型如下： 当用α粒子轰击原子时,由于α粒子比电子重７４００倍,从动量的观点来看,原子中的电子引起α粒子的偏转是微不足道的．因而在用α粒子轰击原子时,可以忽略电子的作用,α粒子就仅受到原子核的…     

低成本线性保罗阱演示装置

本文介绍一种低成本线性保罗阱演示实验装置的制作方法.利用霓虹灯变压器作高压电源，用4根不锈钢圆柱作电极，得到交变的类四极电场.将带电孢子粉撒入电极包围的区域，带电量合适的孢子会被交变电场俘获.用激光照射，可以清楚观察到粒子局域化的运动轨迹.利用Matlab采用简化的电势模型对保罗阱的电势分布进行了数值计算，结合粒子所受到的重力、电场力和空气阻力等对粒子运动轨迹进行模拟，并估算出粒子所带的电荷量.     

α粒子散射对爆炸物检测时间分辨的影响

对爆炸物检测中伴随α粒子技术的时间谱进行了研究,建立了一套基于伴随α粒子技术的时间谱测量装置,分析了影响时间谱分辨的若干因素。采用60μm厚的铜箔设计了一个锥形准直筒对散射的α粒子进行屏蔽,以500 g尿素为样品测量了α-γ符合时间谱。结果表明,α粒子在靶室内壁的散射是影响时间谱分辨的重要因素,锥形准直筒抑制了与α散射相关中子产生的γ射线,提高了α-γ符合时间谱的分辨。在有无锥形准直筒的条件下,符合时间谱特征瞬发峰γ的半高宽分辨力分别为1.8 ns和6.4 ns。分辨力高的时间谱可用于获取爆炸物样品的特征瞬发γ能谱。