卢瑟福散射虚拟仿真实验设计与教学实践

摘要

卢瑟福散射实验是核物理学发展史中的经典实验之一。基于实验放射源使用安全的考虑，国内外高校多以理论讲授为主，少有实验教学，限制了学生对原子核微观结构及射线与物质的微观相互作用的深入理解。针对以上问题，开发了基于Unity3D的卢瑟福散射虚拟仿真实验，真实再现实验场景，通过蒙特卡罗模拟保证了实验数据的真实可靠性。实验内容涵盖半导体α谱仪的使用、卢瑟福微分散射截面公式的验证、卢瑟福背散射在材料分析中的应用等内容。该虚拟仿真实验的开发为高校近代物理实验、核物理实验、材料表征等专业实验教学提供了参考，丰富了核物理实验教学的内容。

关键词

卢瑟福散射 / 卢瑟福背散射 / 虚拟仿真实验 / 实验教学