Rutherford saçılması simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| Z | Atom numarası Z (çekirdekteki proton, yükü) | proton sayısı: alüminyum 13, bakır 29, gümüş 47, altın 79, uranyum 92 | |
|---|---|---|---|
| 2e | alfa parçacığının yükü | iki proton; e temel yüktür | |
| k e² | Coulomb sabiti çarpı e² | 1,44 MeV·fm, çekirdek uzaklıkları için kullanışlı bir biçim; iki yük de pozitif olduğu için kuvvet iticidir | |
| r | çekirdekten uzaklık | femtometre (10⁻¹⁵ m) cinsinden; bir resim birimi 100 fm’dir, altın çekirdeğinin çapı 7 fm’dir |
| E | Alfa parçacıklarının kinetik enerjisi E (ne kadar güçlü fırlatıldıkları), MeV | Rutherford’un radyumdan gelen alfa parçacıklarının enerjisi yaklaşık 5 MeV’di; daha hızlı parçacıklar geri dönmeden önce daha çok yaklaşır | |
|---|---|---|---|
| d_min | tam karşıdan gelen bir parçacığın en yakın yaklaşımı | tüm kinetik enerjisinin elektrik potansiyel enerjisine dönüştüğü yer |
Mevcut değerlerle:
| b | çarpma parametresi | bir parçacığın merkezden ne kadar sapık nişanlandığı; burada her biri için rastgele, merkezden 400 fm içinde herhangi bir yer | |
|---|---|---|---|
| θ | saçılma açısı | küçük b ya da düşük E büyük açılar verir; grafik sayılan açıları bu formülle karşılaştırır | |
| b₉₀ | 90°'lik geri sekme için çarpma parametresi | d_min ÷ 2; bundan daha yakına nişanlanan bir parçacık kaynağa doğru geri döner |
Mevcut değerlerle:
| B | demetin yarıçapı | burada 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
- Alfa parçacıkları soldan bir altın çekirdeğine doğru akar. Çoğu neredeyse dümdüz geçer; çekirdeğe yakın nişan alan birkaçı keskin biçimde sapar ya da geri seker.
- Sapmalar biriktikçe onları say. Enerjiyi artırınca daha azı geri seker; çekirdek yükünü artırınca daha fazlası.
- 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.