Rutherfordovo rasprsenje

Rutherfordovo rasprsenje preview image

1 collaborator

Default-person Hrvoje Mladinić (Author)
Add Collaborator

Close

Tags

(This model has yet to be categorized with any tags)
Add New Tag

Close

Visible to everyone | Changeable by the author
Model was written in NetLogo 3D 5.0.2 • Viewed 277 times • Downloaded 22 times • Run 0 times
Download the 'Rutherfordovo rasprsenje' modelDownload this model • Embed this model

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

Please start the discussion about this model! (You'll first need to log in.)

Click to Run Model 

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.