Номер 6, страница 61, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 52. Строение атома - номер 6, страница 61.

Условие.

6. В одном из опытов Резерфорда на фольгу упало 3 000 000 альфа-частиц. Оцените число альфа-частиц, отклонившихся от первоначального направления на угол, близкий к $180^\circ$.

Решение.

Зная из опытов Резерфорда, что доля частиц, отклонившихся от первоначального направления на угол, близкий к $180^\circ$, составляет приблизительно $1.66 \cdot 10^{-4}$.

Тогда число отклонившихся частиц:

$N = 3\,000\,000 \cdot 1.66 \cdot 10^{-4} = 498$

<

Ответ: ___________.

Решение.

Дано:

Общее число альфа-частиц, упавших на фольгу, $N_{общ} = 3\ 000\ 000 = 3 \cdot 10^6$.

Найти:

Число альфа-частиц, отклонившихся на угол, близкий к 180°, $N_{откл}$.

Решение:

Задача основана на результатах классических опытов Эрнеста Резерфорда по рассеянию альфа-частиц на тонкой металлической фольге. В этих опытах было установлено, что подавляющее большинство альфа-частиц проходит сквозь фольгу, не испытывая заметного отклонения. Однако очень небольшая часть частиц отклоняется на большие углы.

Отклонение на угол, близкий к 180° (так называемое обратное рассеяние), происходит при почти лобовом столкновении положительно заряженной альфа-частицы с положительно заряженным ядром атома фольги. Силы кулоновского отталкивания в этом случае максимальны, и они заставляют частицу двигаться в обратном направлении. Такое событие является очень редким, поскольку атомное ядро занимает ничтожно малый объём по сравнению со всем атомом.

Из экспериментальных данных известно, что на большие углы (более 90°) рассеивается примерно одна частица из 8000. Рассеяние на углы, близкие к 180°, происходит еще реже. В качестве оценки вероятности такого события можно принять, что примерно одна из 20 000 частиц рассеивается в обратном направлении. Обозначим эту вероятность как $P$.

$P \approx \frac{1}{20000}$

Тогда искомое число отклонившихся частиц $N_{откл}$ можно оценить, умножив общее число частиц $N_{общ}$ на вероятность $P$:

$N_{откл} = N_{общ} \cdot P$

Подставим числовые значения в формулу:

$N_{откл} = 3\ 000\ 000 \cdot \frac{1}{20000} = \frac{3 \cdot 10^6}{2 \cdot 10^4} = \frac{3}{2} \cdot 10^2 = 1.5 \cdot 100 = 150$

Таким образом, можно оценить, что примерно 150 альфа-частиц отклонятся на угол, близкий к 180°.

Ответ: 150.