α粒子散射实验与原子核的发现——“最美丽”的十大物理实验之三

1实验背景 自1897年汤姆孙(J.J.Thomson 1856～1940年)从实验中发现电子;1896年亨利·贝克勒(H.A.Becquere1 1852～1908年)发现铀的放射性现象;1898年居里夫人(M.Curie 1867～1934年)发现镭的放射性现象;1897年卢瑟福(E.Rutherford 1871～1937年,英藉新西兰人)发现放射性中的α射线和β射线;1900年维拉德(P.U.Villard 1860～1934年)发现放射性中第三种射线--γ射线以后,使人们认识到原子是可分的,原子是有结构的.因此,各国物理学家们便开始探索原子的复杂结构.

探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。

原子核物理实验学习辅导

原子核物理实验是近代物理实验课程中的重要内容之一。核物理实验技术是一门内容非常丰富、发展极其迅速的学科,无论在人们探索微观世界的运动规律,寻找庞大粒子家庭的新成员,还是在开拓自然界中的新能源和推动核技术的广泛应用等方面,它都起着重要的作用。

原子核的收缩

大量实验证实,通常原子核的密度几乎恒定不变,体积不可压缩,而且核内核子数越多,核体积就越大.然而,据最近的美国<科学>(Science)周刊和<物理学评论快报>(Physical Review Letters)焦点栏目的相关报道,由中国、日本、美国和韩国的科学家组成的超核γ谱学研究合作组在日本高能物理国家实验室进行了一项对λLi超核的研究工作(E419号实验),获得了重要进展.他们发现,设法把一个奇异粒子(比如A超子)掺入原子核内后,原子核的体积不但没有变大,反而缩小了.

例析求解原子及原子核问题思维三观点

关于原子、原子核的计算问题,求解时常常要用到力的观点、动量守恒的观点和能量守恒的观点.1力的观点α粒子的散射、原子核与核外电子之间的引力均与力相关联.例1α粒子散射实验是让α粒子射向金箔去碰撞金原子,结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,有少数α粒子发生较大的偏转.

高中物理《原子的核式结构 原子核》自学参考提纲和作业题

教学目标：1.知道原子的核式结构；2．了解卢瑟福的α粒子散射实验装置3．知道α粒子散射实验结果4．了解卢瑟福研究原子结构的思路和方法5．知道原子核的组成6．

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 .

模拟"α粒子轰击金箔"实验教学

原子结构的发现过程不是对事实的归纳,而是基于对实验观察和分析的过程,体现了直觉、想象和推理在科学研究中的作用.一些化学实验具有重要的化学思维和安全教育等育人功能,但由于技术等因素的制约部分实验在课堂中不能现场操作,教师多用课件模拟,无法充分发挥实验对学生核心素养提升的作用.通过创新设计一些替代性实验,一定程度上还原这些实验的过程和原理,做中学中体验知识和原理,有效解决视频、图片不能动手操作、代入感不强等问题,提高实验对学生化学思维培养的效力.

粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室

粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室于201O年12月获得教育部批准立项建设。该实验室以山东大学粒子物理与原子核物理国家重点学科为主体，融合了微电子学与固体电子学、原子分子物理等相关学科中的优势力量，通过凝练优势学科方向，加强交叉应用，建立起了以粒子物理基础研究为核心、以粒子辐照应用基础研究为重点的科学研究、技术研发与人才培养的高级平台。

廉价易组装的粒子轰击设备

美国弗罗里达大学和以色列Volcani中心的D.J.Gray及其同事构建了一种弹道轰击DNA转移仪。该仪器价格便宜,可在实验台上利用简单的手工工具在不足40分钟内组装上。这种基因枪是一种改良型粒子内流枪(PIG),与传统PIG不同的是,新仪器利用一塑料真空室,不需专门的焊接或工程技术来构建。其组成部件由技术设备供应公司和五金店提供。 对使用新的塑料PIG与传统PIG将β-葡萄糖苷酸酶(gus)基因转入罗马甜瓜子叶基部(1/4处)的情况进行比较,发现两种设备在氦压及样本与DNA/粒子固定屏之间的间隙较宽的范围内。

简谈物理实验教学中思维能力的培养

物理实验是高等工科院校是一门基础实验课程.开设这门课程,通过对学生在实验的基础知识、基本方法和基本技能方面的训练,养成实验习惯,培养动手能力,发展思维能力,提高科学素养.

《原子构成》教学设计

由宏观物质的认识一下子进入到微观粒子世界,需要引导,更需要智慧!让我们一起畅游其中……

“原子核的结合能”教学的几点建议

研究原子核物理,发掘蕴藏原子核中的巨大能量,是近代科学的一个重要课题。然而,结合能的概念、质量亏损、质能方程等内容,对学生来说是全新的,在理解上难度较大,是教学上的一个难点。我在这节教材的教学中,采用讲解结合启发教学的方式,取得了较好的效果。一、核力概念的引入从复习提问开始,学生回答原子核的组成后,立即提出问题:原子核内的质子之间应该存在较强的静电斥力,可它们为什么不分散而仍结合成一个牢固的核呢?显然,核子之间必定还存在着一种强大的引力,这种引力大大地超过静电斥力。在激起学生对新问题的探求欲望后,又引导学生排除“这种引力是万有引力”

相对论重离子对撞机捕获到最重反物质原子核

多位中国科学家参加的美国布鲁克海文国家实验室RHIC—STAR国际合作组探测到氦核的反物质粒子——反氦核。这种新型粒子又名反阿尔法粒子，是迄今为止所能探测到的最重的反物质原子核。位于纽约长岛的美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）利用两束接近于光速的金核对撞来模拟宇宙大爆炸，产生类似于早期宇宙的物质形态。 碰撞产生大约等量的夸克和反夸克物质。

基于HPS的教学设计——以"原子核式结构"为例

针对新教材将物理学史、人文史、科学哲学等内容以引言、课后阅读等方式穿插在相关章节中,提出引入HPS教学模式,并以"原子核式结构"为例,谈如何基于HPS教学模式进行教学设计.

物理模型方法的特性、示例

物理学是研究物质运动规律的科学,是研究自然的主要学科之一,其研究对象是宇宙间物质存在的各种主要的基本形式,它们的物性、内部结构、相互作用以及运动和转化规律。物理学期望找出物理现象的基本规律,从而可统一理解一切物理现象。所以,其最终目的是想把自然界的基本组成部分及相互作用概括成一个统一的蓝图。

中学物理习题中的加速器

在现代物理学中，人们要用能量很高的带电粒子去轰击各种原子核，观察它们的变化情况．怎样才能在实验室大量产生高能量的带电粒子呢?这需要用一种复杂而又昂贵的实验设备一加速器．近年来，中学物理习题中也时常出现这类问题，本文列出其中的三种，供读者参考．

环境中子测量中的偶然符合alpha事例修正

在暗物质直接探测实验中,中子是十分重要的环境本底.利用快慢符合法,一个掺钆的液闪探测器被分别用于测量了世界最深的地下实验室-中国锦屏地下实验室的实验大厅及1m厚聚乙烯房间内的快中子本底通量及能谱.由于液闪无法通过信号波形区分中子与alpha事例,因此液闪中长寿命的U/Th核素衰变放出的alpha粒子是必须考虑的本底之一.在长期平衡假设条件下,实验测得液闪内部alpha粒子的总计数率为(0.548±0.002)s^-1,再通过偶然符合算法,可得到实验大厅356天总计2682个中子候选事例中,有6个偶然符合的alpha事例;聚乙烯房间173天总计44个中子候选事例中,有2个偶然符合的alpha事例.偶然符合的alpha粒子对大厅的快中子通量测量结果影响可以忽略,而对聚乙烯房间中的通量结果约有4%的影响.