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アルファ散乱装置は何ですか?

20世紀初頭にアーネストラザフォードと彼のチームが有名に行うアルファ散乱実験で使用される機器は、次のコンポーネントで構成されています。

1。アルファソース:

* ラジウムまたはポロニウム: これらの放射性元素は、ヘリウム核と積極的に帯電したアルファ粒子を放出します。

* アルファ粒子銃: 現代のバリエーションでは、アルファ粒子はアルファ粒子ガンによって生成され、ヘリウムイオンを高エネルギーに加速します。

2。ターゲット材料:

* ゴールドフォイル: ラザフォードは、強力で順応性のある材料であるため、最初はターゲット材料として薄い金箔を使用しました。

* その他の材料: プラチナ、銀、アルミニウムなどの他の材料は、後に散乱が異なる要素によってどのように変化するかを調査するために使用されました。

3。検出器:

* 硫化亜鉛スクリーン: ラザフォードは硫化亜鉛スクリーンを使用しました。これは、アルファ粒子に衝突すると、小さな光のフラッシュ(シンチレーション)を放出します。

* 顕微鏡: シンチレーションは顕微鏡で観察されました。

* ガイガーカウンター: 現代の実験では、多くの場合、ガイガーカウンターを使用してアルファ粒子を検出します。

4。真空チャンバー:

* ガラスチューブ: この密閉チャンバーは、アルファ粒子が空気分子を散乱させるのを防ぐために排出され、標的ホイルとの相互作用のみが観察されました。

5。コリメーター:

* リードブロック: 狭いスリットを備えた鉛ブロックを使用して、ターゲットフォイルに向けられたアルファ粒子の集中ビームを作成しました。

6。追加機器:

* 電源: アルファ粒子ガン(使用する場合)およびその他の電気コンポーネントに電力を供給します。

* 記録装置: 散乱アルファ粒子の数と角度を記録するために使用されます。

要約すると、アルファ散乱装置の主な要素は次のとおりです。

* アルファ粒子源。

* 薄いターゲット材料。

* 散乱するアルファ粒子を観察するための検出器

* 空気干渉を排除するための真空チャンバー。

* アルファ粒子ビームに集中するコリメーター。

現代のバリエーション:

現代のアルファ散乱実験は、しばしば次のようなより洗練された機器を採用しています。

* 粒子加速器 高エネルギーでアルファ粒子を生成する。

* シリコン検出器 アルファ粒子の散乱角とエネルギーのより正確な測定。

* コンピューター制御システム データの収集と分析用。

アルファ散乱実験は、原子の理解に革命をもたらした画期的な実験でした。実験の発見は、原子核の発見と原子のラザフォードモデルの発達につながりました。

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