α粒子在食品包装铝箔中的减速观察
2021-08-26 16:40:18
Karida
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实验器材
MiniPIX EDU、Am-241、食品包装铝箔（12um厚）
实验方法
1) 直接探测Am-241的α粒子能谱
2) 获取一千帧数据后，在探测器和Am-241之前插入单层铝箔后继续观测能谱
的变化。注意确保铝箔不接触到sensor。
参数设置
Mode：Energy
Count（帧数）：1
Time（曝光时间）：0.05s
Type（测量模式）：Frame
实验结果
直接探测 Am-241 的 α 粒子能谱
图1
Am-241衰变放出的α粒子在空气中损失部分能量后打在sensor上。从采得的1000帧数据所得能谱图1可知α粒子的能量大约为4850keV。
插入铝箔后观测能谱的变化
图2
插入铝箔后，α粒子的能量变小，在大约3000keV形成变化后的能量峰。α粒子穿透铝箔所损失的动能约为1850keV。知道所用铝箔的厚度为12微米，则可计算在铝箔里α粒子所受的平均刹车力：
利用牛顿第二定律可算出α粒子的平均减速度（这里假设α粒子质量一定: mα= 6.64 x10-27 kg, 但不会引起很大偏差）。
结果阐释
α粒子穿过铝箔时会损失动能，逐渐减速。对于宏观世界来说，上面计算所得的刹车力微小可忽略。而另一方面，α粒子在铝箔里的加速度绝对值却非常大，在宏观世界是难以见到的。