해피레포트 - 고급물리학 실험 - Rutheford scattering 실험

카테고리 : 레포트 > 공학,기술계열 파일이름 :고급물리학 실험 - Rutheford.hwp 문서분량 : 12 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 15.03.16 / 15.03.16 구매평가 : 다운로드수 : 1 판매가격 : 2,000 원

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보고서설명
록 원자핵의 쿨롬의 힘에 의한 하전입자의 산란을 Rutheford scattering이라 한다. 1909년 H.가이거와 E.마스덴이 행한 입자의 원자핵에 의한 산란 실험에서, 입사방향에서 90° 이상 휘어져 나오는 입자가 발견되었다. 이러한 대각도 산란의 설명으로 11년 E.러더퍼드는 J.J.톰슨의 <원자의 양전하는 원자 전체에 분포한다>는 무핵원자모형에 대해, 원자 속에 크기는 작지만 밀도가 매우 큰 양전하핵이 들어있고 핵 속에 모든 양성자와 원자 전체질량의 대부분이 집중되어 있다는 유핵원자모형을 고안, 중심핵과 입자의 산란을 설명하였다.

본문일부/목차
Coulomb potential과 같이, 또 지금 우리의 논의에서와 같이 , central force가 작용하는 경우에 이 값은 앞서 구한 Rutheford Scattering Formula와 동일한 결과를 얻어낼 수 있다. 그런데 입자에 작용하는 potentail이 Coulomb potential 뿐만이 아니라 금박 원자핵의 state에 따라서도 무언가 영향을 받는다면, 즉, 금박 원자가 s, p, d, f state 중 무엇인가에 따라 입자의 산란이 달라지지 않을까 생각해보았다. spin을 가지게 되는 공간에서, s state 처럼 모든 방향이 동일한 확률을 가지는 것이 아니라 p나 d state처럼 특정방향의 확률이 더 높은 상태에 존재하고 있다면 상호작용을 하는 데에도 영향을 미치지 않을까? 그러나 p나 d state 같이 높은 에너지를 가지는 상태에 원자핵이 존재한다는 것 또한 확률적으로 쉬운 일은 아닐 것이다. 빠른 실험 진행을 위해 실험 방법을 조금 수정한 것이 이 significant한 오차의 가장 큰 원인일 수 있다. 결론 Rutheford Back Scattering 실험을 통해 원자핵의 존재를 확인해보았다. 대부분이 이론적인 결과와 일치하였으나, 차이를 보이는 부분도 발견할 수 있었다. 이러한 오차는 앞서 논의한 오차의 원인에 관하여 보정과정을 거치고 조금 더 엄밀하게 실험함으로써 줄일 수 있다고 기대된다. 실험의 정확도를 위해 시간을 들여서 보다 오랜 시간 동안 보다 많은 수의 입자를 측정하였을 때 통계적 확률이 수학적 확률에 가까워져 갈 것이다. 특히나 Am-241에서 방출되는 입자 자체도 같은 시간동안 일정한 것이 아니라 확률적으로 발생하는 것이기 때문에 많은 표본을 관찰한다는 것은 더 중요해진다. 또한 산란의 중심축이 0° ~ -5° 로 측정된 것을 보면, 눈으로 각도를 짐작한 것이 실험의 정확도를 떨어뜨렸을 것이라 예상할 수 있다. 일직선에 align 할 수 있고, 각도 또한 정확하게 바꿀 수 있는 장비를 사용한다면 더 엄밀한 실험을 할 수 있을 것이다.

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