Eksperyment Rutherforda / Rutherford experiment

 

W roku 1909 grupa badawcza pod kierunkiem Ernesta Rutherforda wykonała jeden z najbardziej ważnych eksperymentów w historii fizyki.

Eksperyment polegał na rozpraszaniu cząstek α (wtedy wiadomo było tylko tyle, że są to ciężkie cząstki naładowane dodatnio) na cienkiej, złotej folii. W efekcie zaobserwowano, że większość cząstek α przechodzi przez folię w zasadzie bez zmiany kierunku lotu, czego się spodziewano. Ale były też takie cząstki α, które wyleciały z folii pod znacząco różnym kątem, a nawet takie, które odbiły się do tyłu. Tego efektu się nie spodziewano, gdyż był on niezgodny z ówcześnie istniejącym modelem atomu.

Eksperyment Rutherforda, bo tak jest on teraz nazywany, pokazał, że atom składa się z małego, ciężkiego, dodatnio naładowanego jądra oraz chmury krążących wokół niego w dużej przestrzeni elektronów. Rutherford policzył zależność przekroju czynnego na rozpraszanie cząstek α na małych jądrach atomowych od kąta rozproszenia, który się charakteryzuj e specyficzną zależnością od tego kąta - przekrój czynny jest odwrotnie proporcjonalny do czwartej potęgi sinusa połowy kąta rozproszenia. Zależność ta zgadzała się z wynikami jego pomiarów.

Tematem ćwiczenia jest powtórzenie pomiaru Rutherforda, oczywiście (niestety) w uproszczonej wersji. Przy okazji będzie można się zapoznać z pewnymi własnościami pomiarów w fizyce jądrowej związanymi z obecnością tzw. tła, czyli z zakłócającą pomiar obecnością innych procesów, których nie chcemy mierzyć.

The purpose of this experiment is to repeat the Rutherford gold foil experiment , i.e. to measure relation between the number of scattered on a thin gold foil α particles and their scattering angle.