اهداف اولیه
معمولا در مطالعه
نظریه برخورد ، به عنوان مثال به پراکندگی
ذرات باردار از کنار یک هسته سنگین که به مسئله پراکندگی رادرفورد معروف است، اشاره می‌شود وجود
هسته را می‌توان تحت عنوان یک میدان نیروی متناسب با عکس مجذور فاصله تصور کرد. و چون بیشتر پراکندکی یا انحراف ذرات با بار مثبت مطرح است، لذا این میدان باید یک میدان دافعه باشد.
اینگونه موارد ، انحراف یا پراکندگی ذرات اتمی سریع ، مانند
پروتونها و
ذرات آلفا ، توسط هسته‌های با بار مثبت را به همراه دارند. مسیرهای چنین ذرات پراکنده شده‌ای
هذلولی شکل هستند. نخستین آزمایشهایی که پراکنده‌ای ذرات آلفا توسط هسته‌ها را در بر داشته‌اند، توسط
گایلر و مارسدن انجام شد و توسط
رادرفورد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.
شرح آزمایش رادرفورد
در
آزمایش رادرفورد یک ذره با بار مثبت q ، جرم m و سرعت v به طرف یک هسته با بار مثبت Q ، جرم m و در حال سکون فرود می‌آیند. نیروی دافعه متناسب با عکس مجذور فاصله بین دو ذره تابعی از فاصله بین دو ذره (r) خواهد بود. یعنی
F= k/r2 ، که k مقدار ثابتی است. در مورد خاص پراکندگی
ذره آلفا مقدار ثابت برابر K= (4.6×10
28 N.m
2)Z است که در آن ذرات z
عدد اتمی است. به راحتی می‌توان با استفاده از رابطه فوق زاویه پراکندگی ذرات آلفا و خروج از مرکز مسیر حرکت ذره آلفا را که یک هذلولوی است، تعیین نمود. البته به صورت تجربی نیز می‌توان با
آشکارسازی ذرات منحرف شده توسط آشکار ساز این آزمایش را تکرار کرد.
سطح مقطع پراکندگی
معمولا در مسایل نظریه برخورد کمیتی به نام پارامتر برخورد تعریف می‌شود. پارامتر برخورد کمترین فاصله ذره از مرکز نیرو است. یعنی ذره فرودی نمی‌تواند در فاصله کمتر از این مقدار از کنار هسته عبور می‌کنند. به این ترتیب سطحی به نام سطح مقطع موثر تعریف می‌شود که اگر ذره فرودی در داخل این ناحیه قرار گیرد، پراکندگی موثر اتفاق می‌افتد.
به عنوان مثال اگر ذرات آلفا بر روی یک برگه نازک فرود آیند، در این صورت می‌توان سطح مقطع موثر را به عنوان سطحی دانست که هر مرکز پراکندگی را احاطه کرده است و ذره فرودی برای اینکه پراکنده شود باید به آن برخورد کند. رادرفورد فرمولهای به دست آمده برای آزمایش روی پراکندگی ذرات آلفا توسط هسته‌های هدف موجود در یک برگه نازک بکار برود.
مباحث مرتبط با عنوان
