ラザフォード散乱シミュレーター
ラザフォード散乱シミュレーターの使い方
- α 粒子が左から金の原子核に向かって流れてきます。ほとんどはほぼまっすぐ通り抜け、原子核の近くを狙ったものだけが大きく曲がるか跳ね返ります。
- 散乱の数が積み上がるのを見てください。エネルギーを上げると跳ね返りは減り、核電荷を上げると増えます。
- 画面をドラッグすると回転、スクロールやピンチで拡大縮小、右ボタン（または2本指）でドラッグすると移動できます。「一時停止」で時間が止まり、「リセット」で現在の設定のままやり直します。
よくある質問
金箔実験は何を示しましたか？
1909 年、ラザフォードのもとでガイガーとマースデンが金箔に α 粒子を当てました。約 8,000 個に 1 個が線源の方へ跳ね返り、原子の正電荷が全体に広がっているなら起こりえないことでした。ラザフォードは正電荷が小さく重い原子核に集中していると結論づけました。
ほとんどの粒子が素通りするのはなぜ？
原子核の大きさは約 10⁻¹⁴ m、原子は 10⁻¹⁰ m なので、ほぼすべての α 粒子はクーロン反発がほとんど効かない遠くを通ります。核半径の数倍以内を狙った粒子だけが大きく曲がります。
シミュレーションは何を計算していますか？
各粒子は原子核からクーロン力 kZe·2e ÷ r² を受け、軌道を時間ごとに進めます。正面衝突する粒子の最接近距離は 2kZe² ÷ E なので、エネルギーが高いほど近づき、電荷の大きい核ほど大きく散乱します。
WebGL が無効と表示されます。
3D 表示には WebGL が必要で、現行のブラウザはすべて対応しています。ブラウザ設定でハードウェアアクセラレーションが無効になっているか、グラフィックドライバーが非常に古いと無効になることがあります。ハードウェアアクセラレーションを有効にするか、別のブラウザをお試しください。
何かアップロードされますか？
いいえ。シミュレーションはお使いのブラウザが WebGL で描画しています。どこにも送信されず、ページを一度読み込めばオフラインでも動きます。