Rutherfordovo sipanje: Razlika med redakcijama
Izbrisana vsebina Dodana vsebina
m+/dp/+ktgr |
m m/dp/slog |
||
Vrstica 1:
'''Rutherfordovo sípanje'''
V času Rutherfordovega odkritja je bil splošno sprejet [[Thomsonov model atoma]], po katerem so si atom predstavljali nekako kot rozinovo potico, v kateri v enakomerno [[zvezna porazdelitev|zvezno porazdeljenem]] [[pozitivno število|pozitivnem]] naboju tičijo [[točka]]sti [[elektron]]i kot rozine v potici. Rutherford je izvedel [[poskus z zlato folijo|poskus]], pri katerem je s snopom [[delec alfa|delcev α]] ([[helij]]eva jedra) z [[energija|energijo]] 5,5 [[MeV]] obstreljeval nekaj [[mikrometer|mikrometrov]] debele [[zlato|zlate]] lističe. Če naj bi veljal Thomsonov model atoma, bi
Rezultati niso potrdili te napovedi. V resnici je večina snopa prešla listič, del snopa pa se je na lističu preusmeril, od tega se je del odklonil tudi pod zelo velikimi (več kot 90°) koti. Iz tega je Rutherford sklenil, da je večina [[masa|mase]] atoma zbrana v zelo majhnem, pozitivno nabitem območju atoma — [[atomsko jedro|jedru atoma]] — tega pa obkroža oblak elektronov. Ko se pozitivno nabit delec alfa dovolj približa pozitivno nabitemu atomskemu jedru, se zaradi elektrostatskega odboja odbije, pri čemer je [[kot]] odboja lahko celo 180°. Ker je jedro majhno, delež delcev alfa, odbit pod velikimi koti, ni velik. Z izračunom, prikazanim spodaj, je Rutherford ocenil velikost atomskega jedra na 10<sup>-14</sup> [[meter|m]].
Vrstica 7:
== Izračun velikosti atomskega jedra ==
Pri čelnem [[trk]]u delca alfa z jedrom zlata se začetna [[kinetična energija]] delca postopoma zmanjšuje na račun povečevanja elektrostatske [[potencialna energija|potencialne energije]]. [[Hitrost]] delca alfa se zmanjšuje, in v trenutku, preden se odbije nazaj, ima največjo potencialno energijo, njegova kinetična energija pa je enaka nič. Energiji se lahko zato
:<math> W_k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{2 Z e_0^2}{b}</math>▼
▲: <math> W_k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{2 Z e_0^2}{b} \!\, . </math>
Pri tem je π [[Ludolfovo število]], ε<sub>0</sub> [[influenčna konstanta]], ''Z'' [[vrstno število]] zlata, ''e''<sub>0</sub> [[osnovni naboj]] in ''b'' razdalja med jedrom zlata in delcem alfa, ki mora biti večja ali enaka vsoti [[polmer]]ov jedra [[helij]]a in zlata in potemtakem približna ocena za polmer atomskega jedra.▼
▲Pri tem je π [[pi|Ludolfovo število]], ε<sub>0</sub> [[influenčna konstanta]], ''Z'' [[vrstno število]] zlata, ''e''<sub>0</sub> [[osnovni naboj]] in ''b'' razdalja med jedrom zlata in delcem alfa, ki mora biti večja ali enaka vsoti [[polmer]]ov jedra [[helij]]a in zlata in potemtakem približna ocena za polmer atomskega jedra.
Z upoštevanjem znanih podatkov lahko izračunamo▼
:<math>b \approx 2\cdot 10^{-5}\;\textrm{nm}</math>▼
▲: <math> b \approx 2\cdot 10^{-5}\;\textrm{nm} \!\, . </math>
== Sipalni presek ==
Vrstica 28 ⟶ 30:
== Delež sipanih delcev ==
Je razmerje med številom <math>\alpha</math> delcev, ki se sipajo za kot <math>\theta</math> ali več (imenovalec) in pa med številom vpadnih <math>\alpha</math> delcev (števec):
: <math>f = \pi n t \left(\frac{Ze^2}{4\pi\epsilon_0 KE}\right)^{2} \left(\operatorname{ctg}\frac{\theta}{2}\right)^{2} \!\, , </math>
| |||