ラザフォードの散乱公式とは？
らざふぉーどのさんらんこうしき
ラザフォードの散乱公式とは、アルファ粒子が原子核に近づいたときの散乱角と散乱断面積の関係を示す理論式です。
ラザフォードの散乱公式とは、アーネスト・ラザフォードが1911年に導出した、荷電粒子（主にアルファ粒子）が原子核のクーロン力によって散乱される角度分布を定量的に表す式です。この公式は、ラザフォードの金箔実験の結果を理論的に説明し、原子の有核モデル（核型原子模型）確立の根拠となりました。
公式の概要は次のとおりです。微小立体角 dΩ への散乱に対する微分断面積 dσ/dΩ は、散乱角 θ の正弦の4乗に反比例します（sin⁴(θ/2) に反比例）。これは小角散乱が多く、大角散乱が急激に減少することを意味します。
式に含まれる主なパラメータは以下のとおりです。
- 入射粒子の電荷と標的核の電荷（原子番号）
- 入射粒子の運動エネルギー（速度）
- 散乱角 θ
この公式の重要性は、実験データとの精密な一致によって、原子の質量と正電荷が中心の極めて小さな領域（原子核）に集中していることを示した点にあります。それ以前に支持されていたトムソンの「プラム・プディング模型」（電荷が原子全体に均一に分布）では、大角散乱の頻度をまったく説明できませんでした。現代の核物理・粒子物理における散乱実験の理論的基盤の一つです。
使い方・例文
核物理の実験でアルファ粒子を薄い金箔に当てると、ほとんどの粒子は直進しますが、ごくわずかが大きく跳ね返ります。ラザフォードの散乱公式はこの角度分布を精度よく予測します。
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