ПоәК 042-18-38-57/03-2014 №1 басылым

Осы түсініктерге сүйеніп Э.Резерфорд заттан өткен кездегі α-бөлшектердің шашырау теориясын жасады. Ол шашыраған α-бөлшектердің θ бұрышының мәндері бойынша үлестірілуін бейнелейтін формула қорытып шығарды.

1.4-суретте α-бөлшектің атом ядросының шашырауы көрсетілген.

Э.Резерфорд есептеуіне қарағанда α-бөлшек пен атом ядросы арасындағы кулондық электростатикалық тебу күші әсерінен α-бөлшек АСВ траекториясы бойынша қозғалады: ал бұл фокусында ядро орналасқан гипербола болады. Сонда α-бөлшектің θ шашырау бұрышының шамасы оның бастапқы _{ }жылдамдығына , М массасына,2e зарядының мөлшеріне және α-бөлшектің ядроға ең жақын келетін р қашықтығына, ядроның Ze зарядының м өлшеріне тәуелді болады. Бұл тәуелділікті мына түрде жазылады:

Бұл формулаға қарағанда неғұрлым р шамасы аз болса соғұрлым θ шашырау бұрышы үлкен болады. Ал р=0болғанда, ол 180°-қа кетеді.

Бірақ (1.3)формуланы тәжірибе жүзінде тексеру мүмкін емес, өйкені формулада белгісіз шама бар, ол өлшеуге келмейтін нысаналық қашықтық р. Бұл қиындықты жеке бөлшекті емес, α-бөлшек шоғының шашырауын қарастырып шешеуге болады.

А нүктесіне зат қабыршығын (фольганы) орналастырайық. Бұған уақыт бірлігінде N бөлшек түсіп тұр дейік.θ₁θ – dθ сфералық белдеуге шашырайтын dN бөлшек санын анықтайық (1.5-сурет). Осы сфералық белдеуге сәйкес денелік бұрыш мынаған тең:

Осы (1.5)формула Резерфорд формуласы деп аталады. Бұл өрнектен мынаны көруге болады: егер атомның планетарлық моделі дұрыс болса және егер Кулон заңы _{ }10^-11 м аралыққы дейін орындалатын болса, онда шашыраған α-бөлшекьер саны dN шашырау бұрышы артқан сайын (1/sin⁴θ/2) және бөлшек энергиясы Е өскен сайын шашыратушы ядролар зарядының квадратына пропорционал өсуі керек. Резерфорд формуласының осы салдарының бәрі тәжірибе жүзінде тексертілген. Резерфорд формуласын тексеру үшін оны былай жазған қолайлы.

болады. Сонда θ шашырау бұрышының мәні өзгергенмен d_{ }шамасы өзгермеуге тиіс. Бұрыштық тәуелділікті тексеру мынаны көрсетті: θ 15°-тан 150°-қа дейін өзгергенде, яғни _{ }25000 есе өзгергенде, d_{ }шамасы тұрақты болып отырған (1.1-кесте) (~10% дәлдікпен). Сойтіп Резерфорд формуласы дұрыс болып шықты.

1.1-кесте

θ°	Сцинтилляция саны dN	d 
150 120 105 60 30 15	33 52 70 477 7800 13200	28,8 29,0 27,5 29,8 35,0 38,4

Элемент	Реттік нөмір	Тәжірибе мәндері
Cu Ag Pt	29 47 78	29,3 46,3 77,4