ラザフォード散乱
アルファ粒子と原子核が正面衝突する場合、アルファ粒子の持つ運動エネルギーの全てがポテンシャルエネルギーに変化し粒子が静止する瞬間がある。この瞬間におけるアルファ粒子の中心から原子核の中心までの距離 (b) は、もし粒子同士が衝突した実験的証拠が無いのならば原子核の最大半径を与える。
アルファ粒子と原子核の電荷に逆二乗則を当てはめると、次のように書ける。
1 2 m v 2 = 1 4 π ε 0 ⋅ q 1 q 2 b {\displaystyle {\frac {1}{2}}mv^{2}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\cdot {\frac {q_{1}q_{2}}{b}}}
変形すると以下のようになる。
アルファ粒子について、変数の実際の値は次のようになる。
質量 m = 6.64424×10 kg = 3.7273×10 eV/c
電荷 q1 = 2×1.6×10 C
金の電荷 q2 = 79×1.