Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 1 EINFÜHRUNG KERNPHYSIK
∆Ṅs(Θ, ∆Ω) = dṄs
dΩ · ∆Ω = Ṅ · n T · d · dσ (Θ)∆Ω nur σ hängt von Ω ab.
dΩ
Normierung: ∆Ṅs(Θ, ∆Ω)
Ṅ
∫
∆Ω = 4π
= n T · d dσ
dσ
(Θ)∆Ω ⇒
dΩ dΩ
aus Messgrößen
(ii)Theoretischer Teil
V (r) wird angesetzt: integrale Kraft des Potentials auf Projektil → Ablenkwinkel Θ(b)
∆Ṅs(Θ, ∆Ω) = b∆b · ∆Φ · ṅ · n T · d · F = Ṅ · n T · d · b d b
dΘ
Vergleich zur Formel unter (i)
dσ d b
= b ·
}{{} dΩ dΘ (Θ) 1
·
} {{ } sinΘ
Messung Modellpotential
· ∆Θ · ∆Φ } {{ }
∆Ω
sinΘ
Atom im Thomson-Modell: Zufällige, mehrfache Streuung → Stochastik
Ṅ s (Θ) gaussverteilt
αe − Θ2
σ 2 , mit Θ ≈ 2 ◦ ⇒ Erwartung: Maximal beobachtbarer Streuwinkel ≈ 2 ◦
Messung Rutherford: Signifikante Großwinkelstreuung wird beobachtet, Abfall algebraisch
⇒ Mehrfachstreuung ist sehr unwahrscheinlich
Annahme: α-Teilchen streut an einzelnem Coulomb-Potential
V (N) ∝ 1 r → b(Θ) ⇒ 4πε ( )
0 Θ
µ · cot v0 2 · b
q p q T 2
mit µ = m T · m p
m T + m p
= reduzierte Masse, v 0 = Projektil-Geschwindigkeit, q p , q T = Ladung von
Projektil / Target
⇒
dσ (
dΩ (Θ) = qp q T
8πε 0 µv0
2
) 2
1
sin 4 Θ
2
Rutherford’sche Streuformel
→ Schlussfolgerung: Target muss innerhalb der Goldfolie stark lokalisiert sein (= punktförmig).
Streuung ist seltenes Ereignis.
⇒ Schlussfolgerung: Au-Kern enthält die Protonen
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