Toolyard

Rutherford saçılması simülatörü

Bu benzetimdeki denklemler

F = k (2e)(Ze) ÷ r²
ZAtom numarası Z (çekirdekteki proton, yükü)proton sayısı: alüminyum 13, bakır 29, gümüş 47, altın 79, uranyum 92
2ealfa parçacığının yüküiki proton; e temel yüktür
k e²Coulomb sabiti çarpı e²1,44 MeV·fm, çekirdek uzaklıkları için kullanışlı bir biçim; iki yük de pozitif olduğu için kuvvet iticidir
rçekirdekten uzaklıkfemtometre (10⁻¹⁵ m) cinsinden; bir resim birimi 100 fm’dir, altın çekirdeğinin çapı 7 fm’dir
d_min = 2 k Z e² ÷ E
EAlfa parçacıklarının kinetik enerjisi E (ne kadar güçlü fırlatıldıkları), MeVRutherford’un radyumdan gelen alfa parçacıklarının enerjisi yaklaşık 5 MeV’di; daha hızlı parçacıklar geri dönmeden önce daha çok yaklaşır
d_mintam karşıdan gelen bir parçacığın en yakın yaklaşımıtüm kinetik enerjisinin elektrik potansiyel enerjisine dönüştüğü yer

Mevcut değerlerle:

tan(θ ÷ 2) = d_min ÷ (2 b)
bçarpma parametresibir parçacığın merkezden ne kadar sapık nişanlandığı; burada her biri için rastgele, merkezden 400 fm içinde herhangi bir yer
θsaçılma açısıküçük b ya da düşük E büyük açılar verir; grafik sayılan açıları bu formülle karşılaştırır
b₉₀90°'lik geri sekme için çarpma parametresid_min ÷ 2; bundan daha yakına nişanlanan bir parçacık kaynağa doğru geri döner

Mevcut değerlerle:

90°'nin üzerindeki pay = (b₉₀ ÷ B)²
Bdemetin yarıçapıburada 400 fm, böylece geri sekmeler görülür; gerçek demet 140.000 fm çapındaki atomun tamamını kaplar, Rutherford’un 2.000 atom kalınlığındaki bir folyodan 8.000’de yalnızca 1’inin geri döndüğünü görmesinin nedeni budur

Mevcut değerlerle:

Rutherford saçılması simülatörü nasıl kullanılır

  1. Alfa parçacıkları soldan bir altın çekirdeğine doğru akar. Çoğu neredeyse dümdüz geçer; çekirdeğe yakın nişan alan birkaçı keskin biçimde sapar ya da geri seker.
  2. Sapmalar biriktikçe onları say. Enerjiyi artırınca daha azı geri seker; çekirdek yükünü artırınca daha fazlası.
  3. Döndürmek için resmi sürükle, yakınlaştırmak için kaydır ya da iki parmakla sıkıştır, taşımak için sağ tuşla (ya da iki parmakla) sürükle. «Duraklat» zamanı durdurur; «Sıfırla» simülasyonu geçerli ayarlarla yeniden başlatır.

Sık sorulan sorular

Altın levha deneyi neyi gösterdi?

1909’da Rutherford için çalışan Geiger ve Marsden altın levhaya alfa parçacıkları gönderdi. Yaklaşık 8.000’de 1’i kaynağa doğru geri döndü; atomun pozitif yükü yayılmış olsaydı bu imkânsız olurdu. Rutherford bu yükün çok küçük, ağır bir çekirdekte toplandığı sonucuna vardı.

Parçacıkların çoğu neden dümdüz geçiyor?

Çekirdek yaklaşık 10⁻¹⁴ m, atom ise 10⁻¹⁰ m genişliğindedir; bu yüzden alfa parçacıklarının neredeyse hepsi Coulomb itmesinin onları zar zor saptıracağı kadar uzaktan geçer. Yalnızca birkaç çekirdek yarıçapı içine nişan alan bir parçacık büyük bir açıyla döner.

Simülasyon neyi hesaplıyor?

Her parçacık çekirdekten kZe·2e ÷ r² Coulomb kuvvetini hisseder ve yolu zamanda adım adım ilerletilir. Kafa kafaya gelen bir parçacığın en yakın yaklaşma uzaklığı 2kZe² ÷ E’dir; yani daha yüksek enerji daha çok yaklaşır, daha çok yüklü çekirdekler de daha çok saptırır.

WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.

3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.

Bir şey yükleniyor mu?

Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.

Bu aracı kendi sitene ekle

Diğer atom ve parçacık benzetimleri

Diğer bilim benzetimleri

Eğik atış simülatörüSarkaç simülatörüÇift yarık deneyi simülatörüElektrik alanı simülatörüYörünge simülatörüKütle-yay salınımı simülatörü3B molekül görüntüleyiciİdeal gaz simülatörüDifüzyon ve osmoz simülatörüDNA ve RNA katlanma görüntüleyiciBakteri büyümesi simülatörüSantrifüj simülatörüMercek ve ayna ışın diyagramı simülatörüDuran dalga simülatörüDoppler etkisi simülatörüÇarpışma ve momentum simülatörüRC ve RL devresi simülatörüManyetik alanda yüklü parçacık simülatörüKara cisim ışıması simülatörüÖzel görelilik simülatörüKırılma ve tam iç yansıma simülatörüSeri ve paralel devre simülatörüAkışkan akışı ve Bernoulli ilkesi simülatörüElektromanyetik indüksiyon simülatörüTitrasyon eğrisi simülatörüTepkime hızı ve çarpışma teorisi simülatörüKimyasal denge simülatörü (Le Chatelier)Galvanik hücre ve elektroliz simülatörüIsınma eğrisi ve hâl değişimi simülatörüTampon simülatörüKromatografi simülatörüSpektrofotometre ve Beer-Lambert yasası simülatörü3B kristal kafes görüntüleyiciEnzim kinetiği simülatörüAksiyon potansiyeli simülatörüPCR simülatörüDoğal seçilim ve popülasyon genetiği simülatörüKalp ve kalp döngüsü simülatörüJel elektroforezi simülatörüMitoz ve mayoz simülatörüProtein sentezi simülatörü: transkripsiyon ve translasyonFotosentez ve sınırlayıcı etkenler simülatörüAv-avcı popülasyonu simülatörüSalgın yayılımı simülatörü: SIR ve SEIRMevsimler ve gün uzunluğu simülatörüLevha tektoniği ve deprem simülatörüAy evreleri, gelgitler ve tutulmalar simülatörüSera etkisi simülatörüYıldız evrimi ve Hertzsprung–Russell diyagramı simülatörüGalton tahtası simülatörüFourier serisi simülatörü

İlgili hesaplayıcılar ve araçlar