☆ ラザフォード散乱 ☆

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〇 原子核 2023.5-2012.12 Yuji.W  

◇ 2*3=6 Ten(3)=10^3=1000 微分 ; 偏微分 : 積分 $ e^(i*x)=expi(x)
ベクトル <A> 縦ベクトル <A) 単位ベクトル <xu> 内積 * 外積 #  000 

〓 ラザフォード 〓 

〇 ラザフォード 物理学者、化学者 1871年-1937年 ニュージーランド生まれ、イギリスで活動。1908年、ノーベル化学賞を受賞。アインシュタインと同時代の人。

① 放射線の正体を発見。

② アルファ線を使って、原子の中のプラス電荷は、非常に小さくまとまっている事を発見。

③ 原子核の人口変換

「原子物理学の父」と言われる

〓 α粒子 〓 

〇 放射線には次のような物がある。アルファα線とベータβ線は、ラザフォードが発見した。

① アルファα線 ヘリウム原子核 電荷+2

② ベータβ線 電子 or 陽電子

③ ガンマγ線 高エネルギーの電磁波

他に、陽子線、中性子線、重イオン線などもある。

〇 {例} ウラン U(238 92) -> トリウム Th(234 90) + アルファ線 He(4 2 +2)

〇 放出されたアルファ線の速さ~2*Ten(7)_m/sec~光速の7%程度

〓 ラザフォード散乱 〓 

● f femto フェムト 1f=1*Ten(-15)

● アルファ線の電荷 +2 質量数 4  金箔の電荷 +79 質量数 197

〇 ラザフォード散乱 1909年、1913年に実験 1911年 理論発表  

「薄い金箔にアルファ線を当てると、大部分は透過するが、一部、大きな角度で散乱される。」

金の原子の中に、電子と陽子が同数、一様に広がっているとすると、原子の外部でも内部でも、他の電荷に電気力を及ぼさない。79個のプラス電荷がほぼ1点に集中しているとすると、そこに近づいたアルファ線(+2の電荷を持つ)は、大きく曲る。

原子の内部に、正電荷を持つ核が存在する証拠となった。

〇 金の原子の大きさ~Ten(5)_f*m 金の原子核の大きさ~10_fm

 アルファ線が金の原子核に近づいた最短距離~30_fm

〓 最短距離 〓 

▢ 正の荷電粒子を、原子核に向けて打ち込む 

● クーロン力定数 ke=1/(4*Pi*ε0)=c^2*Ten(-7) 

 ke*qe^2=[2.307*Ten(-28)]_J*m=[1.440*Ten(-9)]_eV*m

▢ 荷電粒子[質量 m 電荷 z*qe 運動エネルギー K] 原子核[質量 M 電荷 Z*qe] 

最短距離 r_min m<<M 原子核は静止 位置エネルギー U

▷ U=ke*qe^2*Z*z/r

r=r_min で K=U=ke*qe^2*Z*z/r_min

 r_min=ke*qe^2*Z*z/K  

★ アルファ粒子[z=2 K=6_MeV]を、鉄の原子核[Z=26]に衝突させる 

 r_min=[1.440*Ten(-9)]*26*2/[6*Ten(6)]~1.25*Ten(-14)_m~10_fm

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