러더퍼드 산란실험(Rutherford Scattering)

소개글

산란 실험 장치를 이용해서 원자 입자들의 충돌 단면적과 산란각과의 관계를 측정하고 Rutherford 산란 공식을 이해한다.
표, 그래프

목차

1. 실험 목표
2. 배경 이론
3. 실험 결과
4. 결과 분석
5. 오차분석

본문내용

1. 실험 목표
산란 실험 장치를 이용해서 원자 입자들의 충돌 단면적과 산란각과의 관계를 측정하고 Rutherford 산란 공식을 이해한다.
2. 배경 이론
러더퍼드는 아주 얇은 금박에 천연 방사성 원소인 라듐 원자로부터 나오는 알파 입자를 때려 넣어서 그것이 산란되는 모습을 관측했다. 그는 대부분의 알파 입자가 거의 직선으로 금박을 통과하지만 소수의 알파 입자는 커다란 각도로 산란한다는 것을 발견했다. 전자의 질량은 알파 입자의 질량보다 훨씬 작으므로 알파 입자가 전자에 의해서 산란되지 않았을 것이라는 것은 쉽게 예측할 수 있다. 또 커다란 각도로 산란되는 것을 여러 개의 양성자 입자에 의하여 반복 산란한 결과라고 생각하기에도 많은 문제점이 있었다. 그리고 여러 개의 양성자에 의한 반복 산란은 오히려 산란 효과가 상쇄되어 산란각이 작아질 것이므로 커다란 각도로 산란되기를 기대하기란 어려운 일이었다. 러더퍼드는 그의 실험 결과를 설명하기 위해 원자 전체에 비해 아주 작은 크기를 가진 핵에 원자 질량이 대부분이 몰려 있고 나머지 부분은 거의 진공으로 되어 있어, 진공 상태인 곳에서 전자가 원자핵을 돌고 있는 새로운 원자 모형을 제시하였다. 따라서 러더퍼드의 원자 모형은 원자핵의 존재를 최초로 제시한 원자 모형으로서 원자핵 물리학이라는 새로운 분야의 시발점이 되었다고 할 수 있다. 또한 그는 원자핵이 가지고 있는 전하량이 그 원소의 원자번호와 같은 수의 양성자가 들어 있기 때문이라고 추정하였다. 따라서 원자가 전체적으로 중성이기 위해서는 그 주위를 도는 전자의 수도 양성자의 수와 같아야 한다고 주장하였다.

참고 자료

없음