Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
Both sides previous revision Previous revision Next revision | Previous revision Next revisionBoth sides next revision | ||
물리:러더퍼드_산란 [2017/05/19 15:29] – [간단한 계산] minjae | 물리:러더퍼드_산란 [2017/07/11 16:13] – external edit 127.0.0.1 | ||
---|---|---|---|
Line 20: | Line 20: | ||
을 얻게 되고 | 을 얻게 되고 | ||
$$v_t^2\left(1-\frac{m_t}{m_\alpha}\right) = \boldsymbol{v_\alpha}\cdot\boldsymbol{v_t}$$ | $$v_t^2\left(1-\frac{m_t}{m_\alpha}\right) = \boldsymbol{v_\alpha}\cdot\boldsymbol{v_t}$$ | ||
- | 임을 알 수 있다. | + | 임을 알 수 있다. |
이제 정지해 있는 전자에 $\alpha$입자가 입사되어 충돌하는 상황을 생각해자. 그렇다면 $m_t=m_e$가 될 것이다. | 이제 정지해 있는 전자에 $\alpha$입자가 입사되어 충돌하는 상황을 생각해자. 그렇다면 $m_t=m_e$가 될 것이다. | ||
각 입자의 질량은 | 각 입자의 질량은 | ||
Line 27: | Line 27: | ||
그러므로 두 입자의 질량비는 | 그러므로 두 입자의 질량비는 | ||
$$\frac{m_t}{m_\alpha} \approx 10^{-4}$$ | $$\frac{m_t}{m_\alpha} \approx 10^{-4}$$ | ||
- | 이 된다. | + | 이 된다. $\boldsymbol{v_\alpha}\cdot\boldsymbol{v_t}$이 양수가 되어 $\alpha$ 입자의 운동량 변화가 상당히 작을 것이다. 결론적으로 톰슨의 원자 모형으로 $\alpha$ 입자의 산란 실험을 하게 되면 $\alpha$ 입자의 산란 후 운동 방향이 산란 전 운동 방향과 거의 같아야 함을 알 수 있다. 하지만 실제 실험 결과 때때로 $\alpha$ 입자가 큰 각도로 산란되는 것이 관찰되었다. 이 문제를 해결하기 위해서 러더퍼드는 톰슨의 원자 모형이 아닌 다른 원자 모형을 생각했다. 그의 생각은 아래와 같았다. |
+ | |||
+ | =====러더퍼드의 원자 모형===== | ||
+ | * 원자의 중앙에는 양으로 대전된 입자가 있을 것이고 이 입자의 질량은 원자 질량의 대부분을 차지할 것이다. | ||
+ | * 전자는 위에 기술된 입자의 주변부를 원운동 할 것이다. | ||
+ | |||
+ | 이러한 원자 모형을 생각한다면 $\alpha$ 입자의 산란 각도가 큰 현상은 꽤 자연스러운 결과가 된다. 예를 들어 과녁 입자가 금이라고 한다면 | ||
+ | $$m_t = m_{Au} \approx 2\times10^5\text{MeV/ | ||
+ | 이 되어 | ||
+ | $$\frac{m_t}{m_\alpha} \approx 50.$$ | ||
+ | 이 된다. 그러므로 위 계산의 과정으로부터 $\alpha$입자는 큰 각도로 산란할 수 있음을 예상할 수 있다. |