Может ли альфа-частица (или любая заряженная частица) проникнуть сквозь ядро атома золота (или любого другого)?
Сегодня я смотрел лекцию "Оценка размера ядра", которая была подтемой модели атома Резерфорда, где уважаемый преподаватель разработал расчеты, сделанные Резерфордом для оценки размера ядра атома золота. Короче говоря, Резерфорд считал, что размер ядра будет меньше, чем ближайшее расстояние, которое альфа-частица может достичь вблизи ядра, и провел для него расчеты, принимая максимальную кинетическую энергию естественной альфа-частицы, заряд альфа-частицы, заряд альфа-частицы. ядро и т. д. Там он (учитель) сказал такое утверждение: « Альфа-частица не может попасть внутрь ядра ».
Тогда я начал задумываться об этом. Почему альфа-частица не может попасть внутрь ядра?
Что произошло бы, если бы Резерфорд разогнал альфа-частицу до очень высокой кинетической энергии, а затем бомбардировал бы ею ядро золота? Проникнет ли он через нее или подвергнется какой-нибудь ядерной реакции, уничтожившей лабораторию сэра Резерфорда?
Сначала я думал, что поскольку альфа-частицы имеют высокую кинетическую энергию, они проникнут через золотое ядро, но постепенно мой мыслительный процесс сместился к более разумному аргументу, что поскольку ядро и альфа-частицы заряжены положительно, поэтому, когда они приблизится друг к другу отталкивание между ними будет стремиться к бесконечности, и какой бы энергией ни обладала альфа-частица, она не может преодолеть такое отталкивание, а значит, не может проникнуть насквозь или, точнее, не может даже подойти намного ближе к ядру.
Есть ли какие-либо другие возможные аргументы, которые можно привести по этому поводу, или я попал в яблочко?
Ваши первые мысли были правильными. частицы могут и проникают в ядро, если у них достаточно энергии.
Эти отклонения от формулы рассеяния Резерфорда на самом деле являются одним из стандартных способов, которыми Размер ядра установлен. См., например , http://www.personal.soton.ac.uk/ab1u06/teaching/phys3002/course/03_diffraction.pdf
Есть ли какие-либо другие возможные аргументы, которые можно привести по этому поводу, или я попал в яблочко
Для низких энергий да. Для более высоких энергий электрическое отталкивание преодолевается дополнительной энергией. Например, для термоядерного реактора предлагается столкновение двух альфа-частиц .
При высоких энергиях столкновений ионов LHC много чего происходит, и происходит из-за разрушения ядер.
Ионы свинца сталкиваются в детекторе CMS
Кажется, золото не так уж и дорого, чтобы подвергать его уничтожению в экспериментах!
my2cts