러더퍼드 산란 시뮬레이터
러더퍼드 산란 시뮬레이터 사용법
- 알파 입자가 왼쪽에서 금 원자핵을 향해 흘러옵니다. 대부분은 거의 직진하고, 핵 가까이 겨냥된 소수만 급히 꺾이거나 되튕깁니다.
- 편향이 쌓이는 것을 세어 보세요. 에너지를 올리면 되튕기는 수가 줄고, 핵 전하를 올리면 늘어납니다.
- 그림을 드래그하면 회전하고, 스크롤이나 핀치로 확대·축소하며, 오른쪽 버튼(또는 두 손가락)으로 드래그하면 이동합니다. 일시정지는 시간을 멈추고, 초기화는 현재 설정으로 시뮬레이션을 다시 시작합니다.
자주 묻는 질문
금박 실험은 무엇을 보여 주었나요?
1909년 러더퍼드 밑에서 가이거와 마스덴이 금박에 알파 입자를 쏘았습니다. 약 8,000개 중 1개가 선원 쪽으로 되돌아왔는데, 원자의 양전하가 퍼져 있다면 불가능한 일이었습니다. 러더퍼드는 양전하가 작고 무거운 원자핵에 집중되어 있다고 결론지었습니다.
대부분의 입자가 곧장 통과하는 이유는?
원자핵은 약 10⁻¹⁴ m, 원자는 10⁻¹⁰ m 크기여서 거의 모든 알파 입자는 쿨롱 반발이 거의 미치지 않을 만큼 멀리 지나갑니다. 핵 반지름 몇 배 안으로 겨냥된 입자만 큰 각도로 꺾입니다.
시뮬레이션은 무엇을 계산하나요?
각 입자는 핵으로부터 쿨롱 힘 kZe·2e ÷ r²를 받고, 경로를 시간에 따라 진행시킵니다. 정면으로 향하는 입자의 최근접 거리는 2kZe² ÷ E이므로 에너지가 높을수록 더 가까이 가고, 전하가 큰 핵일수록 더 크게 꺾습니다.
WebGL이 꺼져 있다고 나옵니다.
3D 화면에는 WebGL이 필요하며, 최신 브라우저는 모두 지원합니다. 브라우저 설정에서 하드웨어 가속이 꺼져 있거나 그래픽 드라이버가 매우 오래되면 비활성화될 수 있습니다. 하드웨어 가속을 켜거나 다른 브라우저를 사용해 보세요.
무언가 업로드되나요?
아니요. 시뮬레이션은 사용자의 브라우저가 WebGL로 직접 그립니다. 어디에도 전송되지 않으며, 페이지를 한 번 불러오면 오프라인에서도 계속 작동합니다.