α粒子散乱実験|物理

はじめに

アーネスト・ラザフォードという名前の英国の科学者がいくつかの実験を行い、行われた観察に基づいて、要素の原子構造がラザフォード原子モデルとともに導入されました。あなたがそれについて実験したり読んだりするのが好きな人なら、これはあなたにとって興味深い記事です.

今日、アルファ粒子散乱実験の理解に関するこの記事では、ラザフォードのアルファ散乱実験、彼の観察、および原子モデルなどのその他の関連トピックに関する詳細な情報を得ることができます。それでは早速、物理学習教材のアルファ粒子散乱実験の紹介から始めましょう。

ラザフォードのアルファ散乱実験

Ernest Rutherford は、厚さ 100 nm の薄い金シートに、α で示されるアルファ粒子を照射する実験を行いました。その後、彼はこれらの粒子が金シートと相互作用した後の軌道について徹底的な研究を行いました。彼は、実験中に放射性物質から金シートにアルファ粒子の高エネルギーの流れを通過させました。

α粒子が直面するたわみを調べるために、蛍光亜鉛硫化物スクリーンを金シートの周りに安全に配置しました。彼の観察は、トムソンの原子モデルと矛盾していました。

アルファ線の簡単な紹介

アルファ線は、リストの中で最初に正に帯電した粒子です。 α線はαで表される。その粒子はヘリウム原子としても知られています。これらの粒子は、主に 2 つの陽子と中性子からなる非常にエネルギーが高く活性なヘリウム原子です。アルファ粒子の電離力は最大ですが、透過力は最小です。

電離力が非常に高いため体内に入ると、内臓に大きなダメージを与える可能性があります。それらは、短い距離でもいくつかの原子をイオン化できます。これは、アルファなどの放射性物質を手袋を着用した後にのみ取り扱う必要があるためです。

アルファ線の性質

これがアルファ線の特性のリストです–

粒子の性質 – アルファ線は、4He2 核からなる正に帯電した粒子です。
粒子の充電 – アルファ線には、2 つの正 (+) 電荷ユニットがあります。これは、+2e であることを意味します。
粒子の質量 – アルファ粒子の質量は 6.6466 × 10–27 kg です。
粒子の範囲 – アルファ線は空気中で約 10 cm です。 1mmのアルミ板金で止められます。
粒子の自然発生源 – アルファ線は、天然の放射性同位元素を通じて自然に放射されます。 236U92.

ラザフォードのアルファ散乱実験の観察

ラザフォードのアルファ散乱実験の観察によると、彼は次の点を結論付けました -

彼は、ほとんどのアルファ粒子が破損やたわみなしで薄い金のシートに向かって移動したことを記録しました。これは、原子にスペースがないことを意味します。
少数のアルファ粒子が非常に小さな角度で偏向されることが記録されています。したがって、原子内の正電荷は均一に分布していないと結論付けることができます。
最後の観測は、偏向されたアルファ粒子の数が非常に少ないことでした。原子の正に帯電した粒子の体積は、原子の総体積と比較して非常に小さいと結論付けることができます。

ラザフォード原子モデル

上記の結論と観察に基づいて、元素の原子構造はラザフォードによって提案されました。

原子の質量と正に帯電した粒子のほとんどは、原子核と呼ばれる非常に小さな体積に存在していました。
ラザフォード原子モデルによると、負に帯電した電子が原子核を取り囲んでいます。彼はまた、原子核を取り囲む電子が、軌道と呼ばれる円運動で非常に高速で原子核の周りを回転していると信じていました。
原子核は正に帯電しています。ただし、電子は正に帯電しているため、両方とも静電引力によってしっかりと保持されていました。

ラザフォード原子モデルの制限

しかし、ラザフォード原子モデルは大成功を収めました。ただし、このモデルでは説明できない特定の領域がありました。ラザフォード原子モデルの制限は次のとおりです:

先に述べたように、原子核の周りを非常に高速で円運動をしている電子が軌道と呼ばれていました。マクスウェルによると、荷電粒子は電磁放射を発生させます。その結果、核の周りを回転している電子は電磁放射を放出する必要があります。したがって、ラザフォードの理論とマクスウェルの理論は、いくつかの重要な分野で互いに矛盾しています。
ラザフォード原子モデルのもう 1 つの大きな制限彼は理論全体で原子内の電子の配置について言及していなかったため、多くの人が彼の理論は完成していないと考えていました。
いくつかの原子モデルは、具体的な実験結果を説明する際に期待に応えられませんでしたが、将来の研究を行うためのベースと見なされました。

結論

アルファ粒子散乱実験を研究しました詳細に。アーネスト・ラザフォードはいくつかの実験を行い、観察結果に基づいて、ラザフォード原子モデルとともに元素の原子構造を導入しました。この教材で学んだこと。

ラザフォードのアルファ散乱実験の紹介を取り上げました、ここでは、αとして示されるアルファ粒子で厚さ100 nmの薄い金シートを衝突させることを彼がどのように決定したかを調査しました。 ラザフォード原子モデルの観測限界とともに、アルファ線についても簡単に説明しました .