Experimento de Rutherford: ¿Qué pasaría si cambiáramos la capa de oro por una capa de magnesio?

Answer 1

Como señala John Nix, el factor clave es qué tan delgada se puede hacer la lámina. Para una fuente radiactiva dada, las partículas alfa tendrán una cierta energía asociada con ellas. Cuanto más gruesa es la capa, más energía se absorbe, y una vez que se absorbe toda la energía, las partículas alfa no alcanzarán el sensor.

Da la casualidad de que he usado un aparato para realizar un experimento muy similar (cc: Itamar Kimchi). Lo probamos en una sola capa de lámina de oro y vimos una notable disminución en la energía en comparación con disparar las partículas alfa en el sensor sin barrera de lámina. Luego agregamos una segunda capa de lámina de oro y vimos una caída aún mayor en la energía. Después de eso, probamos otros materiales, como la lámina de hierro, la lámina de níquel y la lámina de aluminio (ultrafina, no del tipo que se usa en su cocina), y como estos son por necesidad más gruesos que la lámina de oro, la energía fue aún menor. Para referencia, las láminas de lámina de oro que utilizamos tenían un grosor de aproximadamente 1.3 micrones, mientras que las láminas de aluminio tenían un grosor de aproximadamente 12.7 micrones (1 micra = 1 una millonésima parte de un metro).

Los datos para el aluminio fueron más débiles porque eran más gruesos, por lo que tuvimos más errores en nuestros datos. Sin embargo, la lámina de oro también tuvo algunos problemas con ella, ya que la delgadez de la lámina significaba que cualquier imperfección en la lámina era mucho más notable (para la lámina de aluminio, el hecho de que fuera más gruesa significaba que la superficie era mucho más uniforme). de media).

Por lo tanto, para volver a la pregunta, para hacer que una lámina de magnesio funcione, debe usar una lámina de magnesio ultra-delgada (que probablemente aún sería más gruesa que la lámina de aluminio). También necesitaría una fuente de partículas alfa que produzca partículas alfa con la energía para pasar a través de la hoja. Si tenía eso, así como el tipo correcto de sensor, equipo de calibración y configuración de vacío para hacer funcionar el aparato, debería poder obtener las mismas conclusiones utilizando una capa de magnesio.

Answer 2

Dos efectos principales.

La más confiable es que, dado que el magnesio tiene un núcleo mucho más pequeño, las deflexiones serían más pequeñas y los casos de “rebote hacia atrás” serían más raros.

Además, dado que es más difícil obtener una lámina de magnesio tan delgada como una lámina de oro, probablemente terminará con una lámina más gruesa y eso tenderá a añadir ruido a la señal, así como a absorber más partículas alfa. Si pudiera obtener una lámina tan delgada, el rayo podría hacer que se deshaga más rápido, ya que los átomos de magnesio más ligeros simplemente se eliminaron completamente de la lámina.

Answer 3

Una simple mirada podría sugerir que habría menos incidencias de deflexión en comparación con el oro debido al núcleo más pequeño. El oro tiene un núcleo mucho más grande con una mayor carga que el magnesio, por lo que debe interactuar con más frecuencia y más fuertemente con las partículas alfa.