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