2018-07-04
Узкий пучок $\alpha$ - частиц с кинетической энергией 1,0 МэВ падает нормально на платиновую фольгу толщины 1,0 мкм. Наблюдение рассеянных частиц ведется под углом $60^{ \circ}$ к направлению падающего пучка при помощи счетчика с круглым входным отверстием площади $1,0 см^{2}$, которое расположено на расстоянии 10 см от рассеивающего участка фольги. Какая доля рассеянных $\alpha$-частиц падает на отверстие счетчика?
Решение:
Из формулы $dN/N = n \left ( \frac{q_{1}q_{2} }{4T} \right )^{2} \frac{ d \Omega}{ \sin^{4} ( \theta /2) }$
$dN/N = n \left ( \frac{ Ze^{2} }{4 \pi \epsilon_{0} (2T) } \right )^{2} \frac{d \Omega}{ \sin^{4} ( \theta /2) }$.
Мы подставили $q_{1} = 2e, q_{2} = Ze$. Также $n$ - количество ядер $Pt$ в фольге на единицу площади
$= (At \rho) (маса \: фольги) \cdot \frac{N_{A} }{N_{Pt} } (количество \: частиц \: на \: единицу \: массы) \frac{1}{A} = \frac{N_{A} \rho t }{A_{Pt} }$
Используя значения $A_{Pt} = 195, \rho = 21,5 \cdot 10^{3} кг/м^{3}$
$N_{A} = 6,023 \cdot 10^{26} кг / моль$
Получаем $ n= 6,641 \cdot 10^{22}$ на $м^{2}$
также $d \Omega = \frac{dS_{n} }{r^{2} } = 10^{-2}$
Подставляя, получаем $\frac{dN}{N} = 3,36 \cdot 10^{-5}$