Рассеянные а-частица
Cтраница 1
Относительная интенсивность рассеянных а-частиц, попадающих в счетчик, входное отверстие которого имеет площадь 50 6 см и находится на расстоянии L12 см от рассеивающего участка фольги, составляет г 2 9 - 10 - 5 при наблюдении под углом й20 к направлению первичного пучка. [1]
За 1 час зарегистрировано 7800 рассеянных а-частиц. [2]
Проверка резерфордовской модели, которую доставляют измерения углового распределения рассеянных а-частиц, является убедительным доказательством того, что рассеяние происходит в поле кулоновской силы вокруг ядра. [4]
Эта зависимость, называемая законом Резерфорда, была подтверждена, например, для однократно рассеянных а-частиц в золотой фольге и для рассеяния быстрых электронов. Однако согласно этому закону при ( J - 0 интенсивность рассеяния должна была бы стремиться к бесконечности, что не находится в согласии с экспериментом. Из квантовой теории также следует, что вперед рассеивается больше электронов, чем в стороны и назад, но при этом утверждается, что / 6 2тг sin fJ dJ - полное число электронов, рассеянных между 9 и 0 - - 0, сначала возрастает при уменьшении 9, а затем после прохождения через максимум, лежащий между 6 2 и 910, становится равным нулю при 9 0 в согласии с экспериментом. [5]
 |
Экспериментальная зависимость дифференциального сечения dG / dpj, рассеяния а-частиц на ядрах ( а и протонов на протонах ( б. [6] |
Прямые линии соответствуют экспоненциальному спаданию do / dp - с ростом поперечного импульса ру рассеянных а-частиц и протонов. [7]
Располагая внутри кольца между R и S экран, непрозрачный для ос-частиц, можно было считать одни только рассеянные а-частицы; наоборот, закрывая экраном кольцо Л / 4, можно было считать число частиц / V в падающем пучке. Так как это число слишком велико для того, чтобы можно было непосредственно подсчитывать сцинтилляции первичных ос-частиц на экране ( например, для того, чтдбы число сцинтилляций от рассеянных а-частиц составляло 30 в минуту, N должно быть равно 20000 в минуту), то перед 5 располагался вращающийся диск с узким вырезом, при помощи которого число сцинтилляций можно было произвольно уменьшать в любое число раз. [8]
Тонкий параллельный пучок а-частиц полония ( Ел 5 3 Мэв) интенсивностью 20 000 частиц / сек падает на урановую фольгу толщиной 1 мг / см в направлении нормали к фольге. Рассеянные а-частицы наблюдаются под углом 60 к направлению первичного пучка на сцинтиллирующем экране площадью 0 5 см, ориентированном перпендикулярно к направлению движения рассеянных частиц и находящемся в 10 см от места входа первичного пучка в фольгу. [9]
Но формула ( V-3) совершенно недоступна экспериментальной проверке, так как нет возможности определить прицельное расстояние р в каждом частном случае рассеяния. Нетрудно, однако, построить статистическую теорию распределения рассеянных а-частиц по углам, если предположить, что каждая из а-частиц при прохождении через вещество испытывает значительное отклонение не больше одного раза. Это предположение оправдывается в тех случаях, когда толщина рассеивающего тела ( например, металлической фольги) настолько мала, что лишь немногие частицы пролетают на малом расстоянии от какого-либо атомного ядра и поэтому вероятность двукратного прохождения а-частицы в непосредственной близости ядер ничтожно мала. [10]
 |
Рассеяния а-частиц золотой фольгой 5 ( остальные обозначения те же, что и на 355. [11] |
Эти сцинтилляции вызваны а-ча-стицами, которые при прохождении сквозь золотую фольгу изменили направление полета, или, как говорят, рассеялись. Передвигая микроскоп по экрану от центрального пятна наружу, мы установим, что число рассеянных а-частиц быстро убывает с увеличением угла рассеяния. [12]
Это и есть формула рассеяния Резерфорда. Любую устанавливаемую ею взаимосвязь ( между Z, Mt и, qp) можно проверить экспериментально, подсчитывая рассеянные а-частицы. Правда, зависимость от v можно экспериментально проверить только в малой области, так как а-частицы, получаемые из естественных источников, имеют почти одинаковые скорости. В общем экспериментальные результаты чрезвычайно точно согласуются с формулой Резерфорда. Конечно, для легких атомов нужно учитывать отдачу ядра К при столкновении с а-частицей. [13]
Располагая внутри кольца между R и S экран, непрозрачный для ос-частиц, можно было считать одни только рассеянные а-частицы; наоборот, закрывая экраном кольцо Л / 4, можно было считать число частиц / V в падающем пучке. Так как это число слишком велико для того, чтобы можно было непосредственно подсчитывать сцинтилляции первичных ос-частиц на экране ( например, для того, чтдбы число сцинтилляций от рассеянных а-частиц составляло 30 в минуту, N должно быть равно 20000 в минуту), то перед 5 располагался вращающийся диск с узким вырезом, при помощи которого число сцинтилляций можно было произвольно уменьшать в любое число раз. [14]
Таким образом, всякая теория, использующая ту или иную модель атома, оказывается логически не обоснованной: мы не можем точно определить начальные условия, необходимые для описания дальнейшего хода элементарного акта столкновения. В дальнейшем мы увидим, что эта невозможность принципиальная, вовсе не связанная с недостаточностью использованных нами средств. Вопрос можно было бы сформулировать непосредственно так: пучок а-частиц попадает в поле атомных ядер; каково распределение рассеянных а-частиц по углам после прохождения зоны возмущения. Именно таким образом ставится вопрос в квантовой механике, с которой мы познакомимся в главе II. [15]
Страницы: 1 2