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2012年11月 2日 (金)

Rutherford散乱をGeoGebra4.0で図示(でも計算はRunge-Kutta8次のDOP853で)

原子に構造がある、ということを初めて明らかにしたラザフォード散乱の実験(実験したのはラザフォードじゃなくてガイガーとマースデンですが)。

http://www.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld/Part2/P25/Rutherford_model.htm

金の薄い箔にα線をぶつけるとなぜか大きな角度で散乱されることがある、というのはちり紙に大砲をぶつけたらなぜか跳ね返ってきたというくらいの驚きだったそう。

で原子核で跳ねかえされているその様子をアニメーションでみたいな、と思ってGeoGebra4.0でGIFアニメにしてみた。

ただし、計算はExcelでルンゲクッタ8次のDormand-Princeのルーチン(DOP853)を使って行い、Geogebraの表にコピー。

解いているのは

dx/dt = vx, dy/dt = vy, dvx/dt = 0.0614*x/r^3, dvy/dt=0.0614*y/r^3

で、これは”計算物理”(共立出版)から取ってきた。

図示したのがこちら。

Rutherford

跳ねかえされる様子がよくわかる。

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