러더포드 산란 실험 (Rutherford Scattering)

목차

1. 실험 배경 및 이론
2. 실험 방법
3. 실험 결과
4. 실험 분석
5. 실험 결과 자료

본문내용

Rutherford는 금박을 향해 α입자를 발사시킨 다음 스크린에 검출된 입자의 수를 조사했다. 대부분의 입자의 경우 1˚미만의 산란각을 보이면서 금박을 통과하지만, 극히 일부분의 입자들은 금박을 통과하지 못하거나, 최대 180˚정도의 산란각을 보이면서 되튕겨져 나오는 현상이 관측되었다. 이렇게 관측된 성질들은 금 원자가 크기는 작지만 원자 질량의 대부분을 차지하고 양의 전하를 띤 아주 작은 핵을 가진다고 가정할 때에만 설명될 수 있다.

<중 략>

Scattering chamber에 연결된 Rotary pump를 작동시키고 Chamber 내의 압력이 진공 상태가 될 때까지 기다린다. ( 13~15 mbar 정도에서 일정해짐)
각도를 0˚로 맞춘 상태에서 Counter S의 Mode를 N_(A,E), Gate는 100s에 맞춘 후, Start 버튼을 클릭한다.
검출되는 입자의 수를 기록한다.

<중 략>

그래프 상에서, Condition 1과 Condition 2 각각의 경우 모두 각도가 0˚인 부분에서 N_d (θ)가 최대값을 가지고, 각도를 늘려감에 따라 검출되는 입자의 수가 줄어드는 분포를 보이고 있다는 것을 알 수 있다. 기존 톰슨의 원자모형에 따르면, 투과력이 좋은 α입자는 금속박을 그냥 통과해야 하는데, 위와 같은 실험결과가 나온 것은 원자 내부에 α입자의 산란각을 바꾸는 무엇인가가 있다는 것을 반증한다. 0˚에서 N_d (θ)가 최대치를 가지고, 각도가 증가함에 따라 수치가 줄어드는 것은 원자의 대부분이 빈 공간으로 이루어져 있음을 뜻하며, (+)극성을 띠는 α입자를 산란시키는 것으로 볼 때, 원자 내부의 무엇인가가 가지는 극성 또한 (+) 라는 것을 알 수 있다.

참고 자료

없음