Rutherfordovo rasprsenje
Do you have questions or comments about this model? Ask them here! (You'll first need to log in.)
## WHAT IS IT?
Ovo je trodimenzionalni model koji simulira raspr_enje jezgre atoma helija (alfa _estica) na jezgri atoma zlata. Ovaj primjer raspr_enja naziva se Rutherfordovo raspr_enje po engleskom kemi_aru i fizi_aru Ernestu Rutherfordu _iji je eksperiment otkrio postojanje pozitivno nabijene jezgre atoma i doveo do razvoja planetarnog modela, a kasnije i do Bohrovog modela atoma.
## HOW IT WORKS
Pokretni agent (breed 'alfa_cestice') predstavlja jezgru atoma helija i prikazan je kao kugla crvene boje koja se u xyz koordinatnom sustavu giba u xz ravnini u pozitivnom smjeru osi z. Alfa _estica ima zadanu po_etnu brzinu V_z, masu m i naboj Q1. Agent koji miruje (turtle) predstavlja jezgru atoma zlata i prikazan je kao kugla _ute boje s polo_ajem (0, 0, 0) u xyz koordinatnom sustavu. Jezgra atoma zlata ima zadan ukupan naboj Q2 koji se mo_e mijenjati ovisno o broju protona u jezgri.
Alfa _estica giba se jednoliko pravocrtno po_etnom brzinom V koja je po iznosu i smjeru jednaka komponenti brzine V_z sve dok na nju ne djeluje odbojna elektri_na sila jezgre atoma zlata. Jednad_ba koju ovdje koristimo naziva se Coulombov zakon i glasi: F = (k * Q1 * Q2) / r2 Kao _to vidimo iz jednad_be sila F zavisi obrnuto proporcionalno o kvadratu udaljenosti r izme_u alfa _estice i jezgre atoma zlata. _to je je alfa _estica bli_e jezgri zlata sila je sve ve_a. Sila F je radijalna i djeluje na alfa _esticu tako da joj mijenja smjer gibanja, odnosno mijenja iznos V_z i V_x komponente brzine. Promjenu smjera gibanja bilje_imo kao kut raspr_enja _ koji je u stvari kut izme_u smjera gibanja alfa _estice i pozitivnog smjera z osi.
## HOW TO USE IT
Pomo_u kliza_a 'broj_alfa_cestica' odre_ujemo broj alfa _estica koje se gibaju prema jezgri atoma zlata. Ako postavimo kliza_ na 1, tada imamo dodatnu mogu_nost odre_ivanja po_etnog polo_aja alfa _estice putem kliza_a 'pocetni_polozaj'. Uz to, koriste_i prekida_ 'pokazi_vektor-brzine?', mo_emo promatrati V_x i V_z vektorske komponente brzine kao i rezultantni vektor brzine V.
Pomo_u kliza_a 'brzina_alfa_cestice' odre_ujemo po_etnu brzinu alfa cestice/a.
Kliza_ 'broj_protona' omogu_ava nam promjenu broja protona u jezgri atoma zlata _to direktno utje_e na ukupan naboj jezgre Q2, a samim tim i na silu F izme_u alfa _estice i jezgre atoma zlata.
Pomo_u prekida_a 'pokazi_putanju?' biramo da li _e putanja gibanja alfa _estice/a biti vidljiva ili ne.
Pritiskom na tipku 'setup' stvorit _e se alfa _estica (crvena kugla) i jezgra atoma helija (_uta kugla).
Pritiskom na tipku 'go' simulacija se pokre_e i alfa _estica se po_inje gibati prema jezgri atoma zlata.
## THINGS TO NOTICE
Korisni_ko su_elje sadr_i nekoliko monitora.
Monitor 'sila' omogu_ava korisniku da uo_i kako se mijenja iznos sile ovisno o udaljenosti alfa _estice i jezgre atoma zlata.
Monitor 'brzina V' prikazuje iznos rezultantne brzine alfa _estice dok monitori 'brzina V_x' i 'brzina V_z' prikazuju iznose komponenenata V_x i V_z.
Monitor 'kut raprsenja' prikazuje iznos kuta za koji se alfa _estica otklonila od po_etnog smjera gibanja.
## THINGS TO TRY
Pomo_u navedenih kliza_a, korisnik mo_e mijenati po_etni polo_aj, po_etnu brzinu i broj broj protona u jezgri atoma zlata i promatrati kako pojedine promjene utje_u na iznos sile F i kut raspr_enja _.
## EXTENDING THE MODEL
Model se mo_e nadograditi tako da dodamo grafi_ki prikaz vektora sile F i njenih komponenenata F_x i F_z. Osim toga mo_e se dodati i graf kineti_ke, potencijalne i ukupne energije alfa _estice.
## NETLOGO FEATURES
(interesting or unusual features of NetLogo that the model uses, particularly in the Code tab; or where workarounds were needed for missing features)
## RELATED MODELS
(models in the NetLogo Models Library and elsewhere which are of related interest)
## CREDITS AND REFERENCES
(a reference to the model's URL on the web if it has one, as well as any other necessary credits, citations, and links)
Comments and Questions
breed [alfa_cestice alfa_cestica] breed [vektori_brzine vektor_brzine] alfa_cestice-own [dV_x dV_z d_x d_z dt k Q_1 m F_z F_x r V_x V_z] globals [Q_2 F brzina_x brzina_z brzina_V_x brzina_V_z] to setup clear-all setup-pozadina setup-cestica reset-ticks end to setup-cestica create-alfa_cestice broj_alfa_cestica ask alfa_cestice [ set V_z brzina_alfa_cestica set shape "circle" set size 0.5 set color red ifelse (broj_alfa_cestica = 1) [ set xcor pocetni_polozaj set ycor 0 set zcor -30 ] [ set xcor (- broj_alfa_cestica + who - 1) set ycor 0 set zcor -30 ] ] end to setup-pozadina create-turtles 4 ask turtle 0 [ setxyz 0 0 0 set shape "circle" set size 1 set color yellow ] ask turtle 1 [ setxyz 0 0 0 set shape "strelica x-os" set color white set size 15 set heading 90 set roll 90 ] ask turtle 2 [ setxyz 0 0 0 set shape "strelica y-os" set color white set size 15 set heading 0 ] ask turtle 3 [ setxyz 0 0 0 set shape "strelica z-os" set color white set size 15 set heading 0 set pitch 90 ] end to go ask alfa_cestice [ unos izracun if (abs(zcor) > 30) or (abs(xcor) > 29) [ die ] ] ifelse (broj_alfa_cestica = 1) [ if (pokazi_vektor_brzine?) [ vektor-brzine ] if (pokazi_putanju?) [ ask alfa_cestice [ pen-down ] ] ] [ if (pokazi_putanju?) [ ask alfa_cestice [ pen-down set color (2 * who + 1) * 5 ] ] ] tick end to unos set dt 0.001 set k (8.99) set Q_1 (2 * 1.6) set Q_2 (broj_protona * 1.6) set m (6.64) end to izracun set d_z (V_z * dt) set zcor (zcor + d_z) set r (sqrt(xcor ^ 2 + zcor ^ 2)) set F (((k * Q_1 * Q_2) / r ^ 2)) set F_x (F * (xcor / r)) set F_z (F * (zcor / r)) set dV_x ((F_x * dt) / m) set dV_z ((F_z * dt) / m) set V_x (V_x + dV_x) set V_z (V_z + dV_z) set d_x (V_x * dt) set d_z (V_z * dt) set xcor (xcor + d_x) set zcor (zcor + d_z) set brzina_x xcor set brzina_z zcor set brzina_V_x V_x set brzina_V_z V_z end to vektor-brzine create-vektori_brzine 3 ask vektori_brzine [ ifelse (abs(brzina_z) > 30) or (abs(brzina_x) > 29) [ die ] [ ask vektor_brzine 5 [ set xcor brzina_x set zcor brzina_z set shape "strelica V" set color gray set size (sqrt(brzina_V_x ^ 2 + brzina_V_z ^ 2)) / 5 set heading 90 set pitch (atan (brzina_V_z) (brzina_V_x)) set roll 90 ] ask vektor_brzine 6 [ set xcor brzina_x set zcor brzina_z set shape "strelica V_x" set color blue set size brzina_V_x / 5 set heading 90 set roll 90 ] ask vektor_brzine 7 [ set xcor brzina_x set zcor brzina_z set shape "strelica V_z" set color green set size brzina_V_z / 5 set heading 0 set pitch 90 ] ] ] end
There is only one version of this model, created over 12 years ago by Hrvoje Mladinić.
Attached files
File | Type | Description | Last updated | |
---|---|---|---|---|
Rutherfordovo rasprsenje.png | preview | rutherford | about 12 years ago, by Hrvoje Mladinić | Download |
This model does not have any ancestors.
This model does not have any descendants.