Rutherfordsche Streuformel Die Rutherfordsche Streuformel gibt den so genannten differenziellen Streuquerschnitt (auch Wirkungsquerschnitt genannt) an: Die gleiche Formel in kernphysikalisch sinnvollen Einheiten: Damit ist die Wahrscheinlichkeit beschrieben, dass gestreute Teilchen nach einer Ablenkung um den Winkel im Raumwinkel dΩ auftreffen. In der Formel werden weiterhin folgende Größen benutzt: Auf den Vorfaktor kommt man, indem man folgende Größen verwendet: Rutherford leitete die Rutherfordsche Streuformel aus der klassischen Physik her. Eine vollständige quantenmechanische Behandlung des Problems mit Hilfe der Bornschen Näherung ergibt, dass die Rutherfordsche Streuformel in erster Ordnung korrekt ist und quantenmechanische Effekte nur kleine Korrekturen darstellen. Ein weiteres Problem der Rutherfordschen Formel ist der Grenzfall, für die der differentielle Wirkungsquerschnitt unendlich groß wird. Rutherford´scher Streuversuch. Kleine Winkel entsprechen jedoch einem großen Stoßparameter. Bei sehr großen Stoßparametern schirmen die Atomelektronen den Kern jedoch ab.
Hinweis: Bei dieser Lösung von LEIFIphysik handelt es sich nicht um den amtlichen Lösungsvorschlag des bayr. Kultusministeriums. a) Für \(n = C\) gilt im Bereich \(0 < \varphi \le 180^\circ \)\[C = \frac{C}{{{{\left[ {\sin \left( {\frac{1}{2} \cdot \varphi} \right)} \right]}^4}}} \Rightarrow {\left[ {\sin \left( {\frac{1}{2} \cdot \varphi} \right)} \right]^4} = 1 \Rightarrow \sin \left( {\frac{1}{2} \cdot \varphi} \right) = 1 \Rightarrow \varphi = 180^\circ \]Die Rückwärtsstreuung eines Alphateilchens tritt bei einem zentralen Stoß des Teilchens mit dem Gold-Kern auf.
Durch diese großflächige Verteilung der Masse und der positiven Ladung ging man davon aus, dass ein solches Atom ein Alphateilchen kaum beeinflussen kann und Alphateilchen ein Atom praktisch unabgelenkt passieren. Entsprechend erwarteten die beiden Physiker, dass die \(\alpha\)-Teilchen von der dünnen Metallschicht kaum beeinflusst werden und die Metallschicht einfach passieren ohne abgelenkt zu werden. Tatsächliche Beobachtungen Abb. 2 Beobachtung im Rutherfordschen Streuversuch Zwar zeigten sich im Experiment (siehe Abb. Der rutherfordsche streuversuch arbeitsblatt in online. 2) die meisten Lichtblitze auf dem Schirm in gerader Richtung hinter der Goldfolie, aber entgegen den Erwartungen wurden auch zahlreiche Lichtblitze etwas links und rechts davon beobachtet. Die \(\alpha\)-Teilchen wurden also von der Goldfolie abgelenkt. Besonders überraschend war jedoch, dass gelegentlich auch auf dem Teil des Schirms Lichtblitze zu sehen waren, der auf der Seite des Präparates platziert war. Einige wenige der \(\alpha\)-Teilchen wurden also um über \(90^{\circ}\) abgelenkt und somit zurückgestreut.
Die negativen Elektronen gleichen die positive Ladung der Elektronen aus. Das Rutherfordsche Atommodell kann nicht erklären, weshalb die Bahnen der Elektronen stabil bleiben und das Elektron nicht in den Atomkern fällt.
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Beim ersten Versuch des Rutherfordschen Streuversuch wurden energiereiche Alpha-Teilchen von Wismut-214 auf eine Platinplatte gerichtet. Die Reaktion der Alpha-Teilchen konnte nicht mit der ursprünglichen Vorstellung vom Atombau nach dem Thomsonschen Atommodell erklärt werden. In weiteren Versuchen wurden schließlich erneut Alpha-Teilchen in einem Vakuum auf dünne Folien aus unterschiedlichen Metallen, wie etwa Gold, geleitet. Dabei untersuchte man die Ablenkungswinkel der Teilchen zwischen 15 und 170 Grad und deren Häufigkeit. Der Aufbau des Rutherfordschen Streuversuchs Rutherford und seine Mitarbeiter befüllten für ihren Streuversuch einen Bleibehälter mit radioaktiven Atomen. Aus einer Öffnung an einer Seite konnte die Strahlung entweichen. Damit ausschließlich Alpha-Teilchen beim Versuch gemessen werden konnten, wurde der aus dem Behälter kommende Strahl durch ein elektrisches Feld gelenkt. Streuversuch und Atommodell von RUTHERFORD | LEIFIphysik. Die negativen Beta-Teilchen bewegen sich zur positiven Pol und die positiven Alpha-Teilchen zur negativen Pol.
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