[공학] 고급물리학 실험 - Rutheford scattering 실험

초록
원자핵의 쿨롬의 힘에 의한 하전입자의 산란을 Rutheford scattering이라 한다. 1909년 H.가이거와 E.마스덴이 행한 입자의 원자핵에 의한 산란 실험에서, 입사방향에서 90° 이상 휘어져 나오는 입자가 발견되었다. 이러한 대각도 산란의 설명으로 11년 E.러더퍼드는 J.J.톰슨의 `원자의 양전하는 원자 전체에 분포한다`는 무핵원자모형에 대해, 원자 속에 크기는 작지만 밀도가 매우 큰 양전하핵이 들어있고 핵 속에 모든 양성자와 원자 전체질량의 대부분이 집중되어 있다는 유핵원자모형을 고안, 중심핵과 입자의 산란을 설명하였다.
방사성 물질인 Am-241을 이용하여 입자를 금속박막과 알루미늄 박막에 입사시키고, 입사각을 변화시키면서 입자의 검출 개수를 측정함으로써 Rutherford에 의해서 실시된 입자 산란실험을 재현할 수 있다. 이 결과를 (Rutheford Scattering Fomula)와 비교해 볼 수 있으며, 금과 알루미늄의 산란율의 비율을 다음 공식과 같이 이용하여알루미늄의 원자번호를 계산해볼 수 있다.
서론

1. Rutheford의 실험

1911년 E.러더퍼드는 모든 원자의 중심에 원자핵이 존재하는 것을 실험적으로 밝혀냈다…(생략)

2. Rutheford Scattering Formula

가 된다. 위 식을 이용하면 에너지 보존법칙은 다음과 같이 바뀌게 된다.