Rutherford-Experiment mit dem Vielkanalanalysator

Prinzip

Die Beziehung zwischen dem Streuwinkel und der Streurate der Alpha-Teilchen einer Goldfolie wird mit einem Halbleiterdetektor untersucht. Dieser Detektor hat eine Nachweiswahrscheinlichkeit von 1 für Alphateilchen und nahezu keinen Nulleffekt, sodass die Zahl der Impulse exakt übereinstimmt mit den Alphateilchen, die auf den Detektor auftreffen. Um die höchstmögliche Zählrate zu erhalten, wird eine Messgestaltung benutzt, die auf Chadwick zurück geht.

Es ist in diesem Fall auch möglich, die Folie und die Quelle in einer Achsenrichtung (abgeleitet von Chadwicks Original Aufbau) zu versetzen, so dass der Streuungswinkel in einem weiten Bereich verändert werden kann. Zuätzlich zu der ringförmigen Membran mit Goldfolie wird eine zweite Membran mit Aluminiumfolie vorgelegt um die Einflüsse des Streuungsmaterials auf die Streuungsrate zu untersuchen.

Aufgaben

Die Teilchenrate wird bei verschiedenen Winkeln zwischen 20° und 90°gemessen. Die Messungen werden verglichen mit der Teilchenrate, die mittels der Rutherford Theorie für den genutzten Messaufbau berechnet wurde.
Die Teilchenrate wird im Fall der Streeung von Aluminium und Gold mit jeweils gleichen Streuungswinkeln gemessen. Das Verhältnis der 2 Teilchenraten wird mit der Teilchenrate verglichen, die in Rutherfords Streuungsgleichung berechnet wurde.

Lernziele