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.     

α粒子散射实验的计算机模拟

利用计算机的计算和作图功能对α粒子散射实验进行了模拟．由于采用了面向对象的编程语言C Builder，使得软件的使用非常简单，只要用户任意设定实验的参数，计算机就会模拟出α粒子在各种情况下的散射现象．便于学生对α粒子散射实验进行深入的研究。     

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     

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     

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.     

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.     

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…     

高能复合粒子散射中的夸克自由度

本文提出了一个夸克-强子混合模型来描述高能复合粒子的散射,在此模型中,夸克部分的参数是由符合p-p散射实验来确定的,我们应用这个没有任何自由参数的模型讨论了p-α弹性散射.结果表明,我们的模型大大地改善了以前各种不同理论的计算,并且很好地解释了实验数据.结果还表明,在NN相互作用中的夸克自由度在改善实验数据的理论描述中起着十分重要的作用.     

中能质子在12C及16O核上的（p,pα）准自由散射

本文从原子核的α集团独立粒子模型出发,在平面波冲量近似下讨论了质子在¹²C,¹⁶O等轻核上引起的（p,pα）准自由散射。α集团的独立粒子波函数表示成谐振子波函数的叠加,其中的参数用拟合高能电子散射实验测定的核电荷密度分布的数据来确定。结果表明,用这样确定的波函数能给出比较符合实验结果的准自由散射的理论截面。     

重离子碰撞中多重散射机制的研究

我们试图在刚性炮弹近似下,用Glauber方法研究高能核-核碰撞过程。本文具体处理了137GeV的α粒子和¹²C的弹性散射,认为α-¹²C的散射是由α粒子与靶核¹²C内的核子-核子多重散射过程。我们没有引入任何可调参数。计算的微分截面与实验结果进行了比较,符合是满意的,从而支持了多重散射的机制。     

α粒子散射实验的理论模拟

本文在α粒子一次散射理论的基础上,进一步考虑了第二个原子对散射概率的贡献,建立了散射角与各散射参数间的关系.通过改变α粒子的入射能量以及两原子的位置参量,较好地模拟了各种情况下的散射概率随散射角的分布情况.     

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。     

独立α粒子模型下的电子散射

本文提出了一个轻原子核的α结构模型。其物理图象清楚,波函数简单,便于使用。特别是应用到多次散射问题,各次散射项均可积分。应用得到的波函数,可以很好地符合电子散射实验。结果表明,目前人们常用的刚体α粒子模型,其图象相当于本文模型的经典对应。     

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。     

31.2MeV α粒子在C~(12)核上准自由散射的研究

我们采用符合技术测量了31.2MeV α粒子在C~(12)上的C~(12)(α,2α)Be~8反应出射粒子的相加能谱及角关联分布.角关联分布在相应于α-α自由散射的角度(即反冲核冲量趋于零)出现峰.因此,实验结果初步表明,反应机制是准自由散射过程,在低能区证实α集团是C~(12)基态的子结构.我们用平面波冲量近似进行了计算分析,得到了成团几率为0.07,与高能的(p,pa)结果接近.     

原子汤姆孙模型中α粒子散射角的计算

利用原子的汤姆孙模型和经典力学的方法,具体计算了α粒子穿过原子时产生的散射角.最后从理论值与卢瑟福散射实验结果的矛盾否定汤姆孙模型.     

人工元素嬗变的发现和发展

一、人工元素嬗变的思想起源1.原子核模型的确立 1909年,英国物理学家卢瑟福的助手盖革(G.Geiger)和研究生马斯顿(E.Marsden)在卢瑟福的指导下,用放射源镭C放射出的α粒子轰击金箔,有很多入射α粒子被反射,这使得卢瑟福很惊讶。因为这种α粒子大角度散射的发生,用J.J.汤姆孙提出的原子模型是不可能给出合理的解释的.为了解释这种现象,1911年卢瑟福提出有核原子模型,并被以后的实验所证实.原子有核模型的确立,使原子理论的研究进入一个新的阶段,为人工元素嬗变奠定了基础.2.人工打破原子核思想的起源 盖革和马斯顿进行α粒子的散射实验,是…     

用α粒子模型描写800MeV的p-40Ca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.     

高温型扩散云室

威尔逊云室是观察记录基本粒子径迹的常用仪器之一,但它的缺点是灵敏时间短,不能连续观察。而扩散云室则是一种连续灵敏的云室,不但能够连续观察α粒子的径迹和测量它在空气中的射程,还可以观察到α粒子的散射现象和B粒子径迹等。虽然它是一种比较理想的教学仪器,但是只有在能采购到致冷剂(干冰)的大城市才能做这个实验,因而限制了它的使用和普及。参照国外资料,我们研制了不用干冰而利用电热使云室工作的高温型扩散云室,受到了教师们的欢迎,现介绍如下。