Erhaltung der Bewegungsgrößen bei der
Rutherfordstreuung
Der blaue Pfeil kennzeichnet die Energie der von der obersten Goldschicht unter einem Winkel q = 135° zurückgestreuten Protonen (295 keV) bei einer Projektilenergie von 300 keV.
Das Impulsdreieck liefert unter Anwendung des Kosinussatzes:
Im
Falle eines elastischen (hier repulsiven) Stoßes gilt Erhaltung der mechanischen
Energie:
Mit
Hilfe des Energiesatzes substituieren wir in der „Impulsgleichung“ die Geschwindigkeit
des Targetatoms vT:
Dies ist eine quadratische Gleichung für vP2. Man erhält folgende Lösung:
bzw. für die Projektilenergie nach dem Stoß:
Aus
der Messung der Rückstreuenergie EP2 ist es möglich, die Masse der
Targetatome zu bestimmen. Die folgende Grafik zeigt die Rückstreuenergie für EP1
= E0 = 300 keV Protonen:
