Учебные лабораторные комплексы по квантовой физике. Лукс Р.К - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

разных экспериментах, обычно используют дифференциальное сечение,
приведенное к единичному телесному углу:
Ω
=
d
d
I
)(
)(
θσ
θ
(3)
Т.о. для того, чтобы измерить I(
θ
), необходимо измерить две величины –
j и dA и рассчитать число рассеивающих центров
n = n
0
·L·Sm
(4)
(n
0
– концентрация атомов мишени, L – ее толщина, S
m
– площадь поперечного
сечения пучка, ограниченная отверстием коллиматора) и элемент телесного угла
2
R
S
d
d
=Ω
(5)
(S
d
– площадь детектора, R – расстояние от мишени до детектора).
1.3. Теория опыта Резерфорда
Атом Резерфорда представляет собой малый тяжелый керн (ядро),
окруженный облаком электронов. Следует подчеркнуть, что на момент
постановки эксперимента постулаты Бора еще не были сформулированы,
поэтому такая модель вызывала определенные сомнения.
Если рассмотреть рассеяние α-частицы на атоме Резерфорда, то следует
учесть возможность рассеяния как на внешних электронах, так и на ядре.
Рассеяние на одном центре. Формула Резерфорда. Важным условием
проведения эксперимента является требование на толщину L мишени. Мишень
должна быть "тонкой". Это означает, что средняя длина свободного пробега λ
при рассеянии на ядрах должна удовлетворять требованю:
λ
>> L. (6)
Это условие обеспечивает однократность столкновения α-частицы с
ядрами мишени (хотя в мишени имеется 10
4
атомных слоев).
Следует подчеркнуть, что величина дифференциального сечения I(
θ
), как
подчеркивалось ранее, не зависит от числа рассеивающих центров, поэтому эту
величину мы будем рассматривать в случае рассеяния α-частицы на одном
рассеивающем центре. Важнейшим элементом в теории рассеяния является
выбор потенциала рассеяния U(r). Эта величина является характеристикой
свойств вещества мишени и не зависит от условий эксперимента. Резерфорд
выбрал кулоновский потенциал, положив U(r) = Ze/r. Для простоты в качестве
рассеивающего центра мы примем ядро золота, масса которого много больше
массы α-частицы, поэтому отдачей ядра можно будет пренебречь.
На рис.2 изображены две близкие траектории α-частицы в поле ядра
(заряд +Ze), находящегося в начале координат. Траектории отличаются
значениями прицельного параметра b – расстояния до оси слева на рисунке,
соответствующего положению α-частицы, когда она находится вдали от ядра.

Страницы