Практикум по ядерной физике. В.О. Сергеева - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Упругое рассеяние — такой процесс взаимодействия двух
частиц, при котором суммарная кинетическая энергия обеих ча-
стиц сохраняется и происходит лишь перераспределение ее между
частицами. При этом сами частицы изменяют направление своего
движения, т. е. происходит процесс рассеяния.
Проходя через вещест во, α-ч астицы почти не рассеива ют ся на
электронах среды из-за своей больш ой массы (M
α
= 7350 m
e
,в
результате столкновения с электроном они отклоняются от пер-
воначального направления не более чем на 30
%%
). Столкновения с
ядрами, напротив, приводят к их значительному рассеянию.
Упругое рассеяние заряженной частицы на тяжелом ядре опи-
сывается формулой Резерфорда
N(θ)=
1
4
Nnd
%
zZe
2
mv
2
&
2
1
sin
4
θ/2
, (3.1)
где N (θ) — число частиц, рассеянных в единице телесного угла
под углом θ; N — число частиц, падающих на 1 см
2
мишени в
1 с; n — число ядер в 1 см
3
; d — толщина мишени; Z — заряд
ядра-рассеивателя; z, m и v — заряд, масса и скорость частицы.
Формула Резерфорда была проверена экспериментально и
оказалось, что она хорошо согласуется с опытом для широкого
диапазона рассеивающих ядер, углов рассеяния и скоростей α-
частиц.
Интересно отметить, что опыты по рассе янию α-частиц сыг-
рали историческую роль в развитии представлений о строении
атома. Основываясь на наблюдении больших углов рассеяния
(θ>90
◦
), Резерфорд предположил, чт о весь положительный за-
ряд атома и почти вся его масса сосредоточены в малом объеме
с радиусом ∼ 10
−13
см. Отсюда возникла первая «ядерная» мо -
дель а тома, согласно которой атом подобен планетарной системе:
вокруг массивного ядра обращаются электроны.
Вывод формулы (3.1) был основан на следующих предполо-
жениях:
1. Между частицей и ядром действуют только кулоновские си-
лы. В действительности помимо кулоновских сил между частицей
и ядром при ма лых прицельных параметрах (большие углы рас-
сеяния) могут действовать ядерные с илы . Опыты по изучению
рассеяния α-частиц больших энергий на ядрах показали, что су-
ществуют отст упления от формулы Резерфорда, и характер этих
01/09 41

Страницы