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En el experimento de dispersión de Rutherford, ¿el aumento de la masa (con carga constante) del núcleo afecta a la desviación?

Cuando las partículas alfa que se disparan se dirigen hacia los núcleos de oro de forma que se desvían 180 grados, lo único que debería afectar a su desviación es la carga nuclear, la carga de la partícula alfa y la energía cinética inicial de la partícula alfa, mostrada por energía = kQq/r donde r es la distancia de máxima aproximación entre la partícula alfa y el núcleo.

Sin embargo, las partículas alfa que no se acercan directamente al núcleo se desvían en un ángulo, ¿tiene este ángulo alguna relación con el tamaño o la masa del núcleo? ¿Dos núcleos con la misma carga provocarían la misma desviación si uno de los núcleos tuviera el doble de neutrones y, por tanto, fuera mucho más grande y pesado?

Mi libro de texto afirma que Rutherford razonó que "el núcleo del átomo debe ser masivo a escala atómica para desviar las partículas alfa a través de grandes ángulos", lo que implica que el ángulo de desviación se ve afectado por la masa del núcleo, sin embargo, más adelante afirma que el aumento del número de neutrones en el núcleo no afectaría a la desviación ya que la carga es la misma.

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Farcher Puntos 906

La derivación habitual de la sección transversal de dispersión diferencial hace la suposición de que la masa del núcleo objetivo es mucho mayor que la de la partícula alfa entrante. Esto quiere decir que el núcleo no retrocede cuando interactúa con la partícula alfa. Mejor aún es suponer que el $\csc^4$ La derivación de la fórmula se hace en el marco del centro de masa del núcleo y del alfa.
Como las observaciones se realizan en el marco del laboratorio, hay que aplicar una corrección al $\csc^4$ y esa corrección depende de la masa del núcleo en relación con la masa del alfa, por lo que cambiar el número de neutrones manteniendo el mismo número de protones cambia el ángulo de desviación.
Cuanto más pequeño sea el núcleo, mayor será el término de corrección cuando cambie el número de neutrones.


Hay muchos sitios de Internet y libros de texto que derivan el término de corrección y aquí hay uno con la derivación del centro de masa mostrada en la página anterior.

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