Kann ein Alpha-Teilchen (oder ein geladenes Teilchen) den Kern eines Goldatoms (oder eines anderen) Atoms durchdringen?
Heute sah ich mir einen Vortrag über die „Schätzung der Kerngröße“ an, ein Unterthema von Rutherfords Atommodell, in dem ein angesehener Lehrer die von Rutherford durchgeführten Berechnungen zur Schätzung der Kerngröße von Goldatomen ausarbeitete. Kurz gesagt, Rutherford ging davon aus, dass die Größe des Kerns geringer wäre als die kürzeste Entfernung, die ein Alpha-Teilchen in der Nähe des Kerns erreichen kann, und führte Berechnungen dafür durch, wobei die maximale kinetische Energie eines natürlich vorkommenden Alpha-Teilchens, die Ladung des Alpha-Teilchens, die Ladung von genommen wurden Kern usw. Dort sagte er (der Lehrer) diese Aussage " Das Alpha-Teilchen kann nicht in den Kern gelangen ."
Dann fing ich an, mich darüber zu wundern. Warum kann ein Alphateilchen nicht in einen Kern gelangen?
Was wäre passiert, wenn Rutherford das Alphateilchen auf eine sehr hohe kinetische Energie beschleunigt und es dann auf den Goldkern bombardiert hätte? Wird es durchdringen oder wird es eine nukleare Reaktion erfahren, die Sir Rutherfords Labor zerstört?
Zuerst dachte ich, da die Alpha-Partikel eine hohe kinetische Energie haben, so dass sie durch den Goldkern eindringen würden, aber langsam verlagerte sich mein Denkprozess zu einem vernünftigeren Argument, dass, da der Kern und die Alpha-Partikel beide positiv geladen sind, sie näher aneinander reichen Die Abstoßung zwischen ihnen wird gegen unendlich streben, und welche Energie auch immer das Alpha-Teilchen hat, es kann eine solche Abstoßung nicht überwinden, sodass es nicht durchdringen oder genauer gesagt nicht einmal viel näher an den Kern herankommen kann.
Gibt es noch andere mögliche Argumente, die dazu angeführt werden können, oder treffe ich ins Schwarze?
Deine ersten Gedanken waren richtig. Teilchen können den Kern durchdringen und tun dies auch, wenn sie genügend Energie haben.
Diese Abweichungen von der Rutherford-Streuungsformel sind eigentlich eine der Standardmethoden, die die Größe des Zellkerns festgestellt. Siehe zum Beispiel http://www.personal.soton.ac.uk/ab1u06/teaching/phys3002/course/03_diffraction.pdf
Gibt es noch andere mögliche Argumente, die darüber vorgebracht werden können, oder ich treffe ins Schwarze
Für niedrige Energien ja. Bei höheren Energien wird die elektrische Abstoßung durch die zusätzliche Energie überwunden. Beispielsweise werden zwei kollidierende Alphas für einen Fusionsreaktor vorgeschlagen.
Bei den hohen Energien der LHC-Ionen-Ionen-Kollisionen passieren viele Dinge und sind auf die Zerstörung der Kerne zurückzuführen.
Bleiionen kollidieren im CMS-Detektor
Es scheint, dass Gold nicht zu teuer ist, um es in Experimenten zu zerstören!
meine2cts