Классическая теория рассеяния частиц в кулоновском поле
ВВЕДЕНИЕ
Открытие сложного строения атома – важнейший этап становления современной физики, наложивший отпечаток на все ее дальнейшее развитие. В процессе создания количественной теории строения атома, позволившей объяснить атомные спектры, открыты новые законы движения микрочастиц – законы квантовой механики.
Изучение внутреннего строения материи и свойств элементарных частиц с первых своих шагов сопровождалось радикальным пересмотром многих устоявшихся понятий и представлений. Закономерности, которые управляли поведением материи в малом, оказались настолько отличными от закономерностей классической механики и электродинамики, что потребовали для своего описания совершенно новых теоретических построений.
Важнейшим звеном в построении современных представлений о строении атомов явился анализ знаменитых опытов Резерфорда по рассеянию частиц, которые повлияли на базисы физического мышления. Опыты Резерфорда помогли прийти к осознанию другого построения вещества.
Анализируя модель
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РАССЕЯНИЯ ЧАСТИЦ В ПОЛЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СИЛЫ В КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ 8
1. 1. Упругое столкновение частиц 9
1. 2. Задача двух тел, сведение ее к одночастичной задаче, приведенная масса 14
1. 3. Рассеяние частиц на силовом центре. Связь угла рассеяния с прицельным параметром 18
1. 4. Формула Резерфорда 26
1. 5. Эксперименты, подтверждающие формулу Резерфорда 29
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССА РАССЕЯНИЯ ЧАСТИЦ НА СИЛОВОМ ЦЕНТРЕ НА ПРИМЕРЕ РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ 35
2. 1. Примеры вычисления дифференциального сечения рассеяния 35
2. 2. Нахождение полного сечения в случае упругого рассеяния 39
2. 3. Описание и примеры решения обратной задачи рассеяния 42
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ РАССЕЯНИЯ ЧАСТИЦ НА СИЛОВОМ ЦЕНТРЕ 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ландау, Л. Д. Теоретическая физика [Текст]: Учеб. пособие. – В 10-ти т. Т. I. Механика. / Е. М. Лифшиц.– М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.– 216 с.
2. Арцимович, Л. А. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитных полях [Текст] / С. Ю. Лукьянов, М.: Наука, 1972.– 224 с.
3. Формула Резерфорда [Электронный ресурс].– http://ru.wikipedia.org
4. Рассеяние частиц. Опыт Резерфорда [Электронный ресурс].– http://teachmen.ru/work/lectureRz
5. Иродов, И. Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике / И. Е. Иродов.– М.: Лань, 2008.– 288 с.
6. Ольховский, И. И. Задачи по теоретической механике для физиков [Текст] / И. И. Ольховский, Ю. Г. Павленко, Л. С. Кузьменков.– М.: Лань, 2008.– 395 с.
7. Павленко, Ю. Г. Задачи по теоретической механике [Текст] / Ю. Г. Павленко, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003.– 536с.
8. Открытие элементарных частиц [Электронный ресурс]. – Большая советская энциклопедия – http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/153753
9. Голдстейн, Г. Классическая механика [Электронный ресурс].– http://shop.rcd.ru/details/1320
10. Опыт Резерфорда
Знаки слагаемых в знаменателях этих выражений выбраны так, чтобы удовлетворить условию - должно быть минимальным. При этом учитывается также, что - всегда и - в случае гиперболы.
Рассмотрим случай отталкивания, когда заряды и – одноименные.
Угол между первоначальным направлением скорости частицы и ее направлением после рассеяния, называется углом рассеяния.
Определим связь угла рассеяния и прицельного расстояния , на котором прошла бы заряженная частица от силового центра, если бы не было взаимодействия – (рис. 3.3). Другими словами, прицельное расстояние, это расстояние от центра силы – точка О