2020年07月27日

ラザフォード散乱のもどかしさ わからんちん ボク

例えばこういうグラフだ。
image

これは「パーソナルコンピュータを用いた量子力学ろ櫻井捷海・裳華房1989年の。
中心力場の話  f(r ) = a r^-n   という一般化した数式があって。n = -2のときに重力やクーロン力になる。それは分かるぞ。そして4次R-K法で2階線形微分方程式を数値計算で求める。本ではBASIC, Pascalだったが、僕はPython+Scipyを使った。
この時、a = 2  としている。これの解説が皆無である。さらに、横軸の単位は何だよ。ここらの説明がないのである。
通常、ラザフォード散乱は金箔にα線を当てる。α線はヘリウム原子核なので電化は+2、質量は陽子の4倍。金は原子番号が79である。よって方程式は
f( r) = 2*79*e*e/(4πε) / r^2  = m・a になる。ここで加速度は
a = 2*79*e*e/(4πε m) / r^2   となるので、定数部分を計算すると5前後の数字になる。なので a = 2 としているのは、金を考えなかったからか?  それともテキトーか。
さらに横軸はどう処理しているのだ。1 Åを単位としているのか、1 fm を単位としているのか? 
その場合には初速度を 数字 1 としてプログラムは書かれているが、これをどう解釈するのだ・・・・

と、考えて無性に腹がたった。こんな不親切な内容でいいのかよ、バカタレ!!   まあ30年ぐらい昔の本なんですけどね。

実は、α線の速度は 1.5 ~ 2✕10^7 らしい。光速の1/10以下であるが、だいぶ速い。
そして、僕が不満なのは金の原子の大きさを考慮してない、構造を考慮していないというところだ。金の原子核からどれだけ離れたら電子雲があるのか。α線は金の原子核に近づくには電子雲を突っ切ってくるのであり、そことの作用はないのか。
つまり、上の問題は原子核の近傍で考えるべきであり・・・近傍とはÅの単位ではないよ。fm だよ。10^-15 の長さの数倍、数十倍、数百倍・・・だ。
ここらにまってく触れない量子力学の本ってなにさ。

というわけでいろいろ調べてみる。

http://www.natural-science.or.jp/article/20160406055544.php
ラザフォード散乱の散乱角(古典)

記事は読んだらラザフォード散乱の一般的な話のようであり、計算しているのは陽子に陽子をぶつける例だ。金箔にα線を当てる場合の計算式ではない。なので却下。

http://ne.phys.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld/Part2/P25/Rutherford_model.htm
  金箔にα線を当てるというラザフォードの実験の解説のようだぞ。
アララ、次のページは金箔ではなく薄い銅箔になってますわ。まー。

他、いくつか見たがワイが知りたいことは書いてない。ほとんどが記号計算で終わりグラフはおまけって感じだ。アタマのよい連中は抽象的な思考ができるので記号演算だけでいいのだろうが、ワイのようなアタマが凡庸な貧乏・金無しは具体的な数字がないと納得できんのである。ばーか。

とりあえず知りたいことは上のグラフで原点に最接近しているところ。そこで反発して戻るので、方向を変える一瞬は運動エネルギーが0になる。よってクーロンポテンシャルだけだ。α線のエネルギーがわかればクーロンポテンシャルが出るので、最接近距離が出る。原子核はそれより小さいはずなので、そこらから金の原子の大きさの推定ができる・・・かもかも。

よく衝突パラメータb というのが出てくるが、ソレガシが知りたいのは bの数字だよ。書けよ、バカタレ。

というわけで教科書とか本とかは買うな。腹が立つ(笑) 図書館で読みましょう。内容を知ってから場合によっては買うのも良いと思いますね。

こっちが知りたいこととアタマのよい大学の先生が知らしめたい事とは違うのサー。

以上で、今日のむかっ腹を終わるサー なんで サー さあ。

posted by toinohni at 09:50
"ラザフォード散乱のもどかしさ わからんちん ボク"へのコメント
コメントを書く
お名前:

メールアドレス:

ホームページアドレス:

コメント: