高中定量 · 初中直观拓展 · 近代物理 · 库仑散射
原子几乎是空的,为什么还会大角度偏转?
非相对论α粒子散射于固定点状金核,忽略电子屏蔽及核力;轨迹仅示意渐近偏角。让入射线靠近原子核,比较偏转角。
卢瑟福散射:问题从哪里来?
盖革和马斯登让α粒子射向薄金箔,少数粒子竟大角度偏转。卢瑟福据此提出原子的正电荷集中在很小的核内。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
tan(θ/2)=kZze²/(2Eb),Z=79,z=2;使用e²/(4πε₀)=1.439964 MeV·fm。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
碰撞参数越小,偏转为什么越大?
换个条件,再试一次
能量增大后,同一碰撞参数的偏转会怎样?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识近代物理 · 库仑散射涉及的量与单位:碰撞参数(fm)、α粒子能量(MeV)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:让入射线靠近原子核,比较偏转角。
再做定量:保持其他条件,比较碰撞参数与渐近散射角(°),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
tan(θ/2)=kZze²/(2Eb),Z=79,z=2;使用e²/(4πε₀)=1.439964 MeV·fm。
对照核验提示:远掠:碰撞参数 100 fm;近掠:只改变碰撞参数 20 fm。按这些题设自己操作并比较渐近散射角,不把参考情景当个人完成。
适用范围:偏角48.93°;越近核的轨迹偏转越明显,真实原子尺度未按比例绘制。
OpenStax · Rutherford’s Nuclear Model(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。