Dalam eksperimen scattering alpha partikel oleh Rutherford, ia diperkirakan bahwa seiring meningkatnya sudut pemantulan, jumlah partikel alfa yang dipantulkan akan menurun. Hal ini terbukti benar pada energi moderat hingga tinggi. Namun, pada energi sangat tinggi (>27,5 MeV), peneliti menemukan deviasi signifikan dari prediksi Rutherford.
Sebagai contoh, pada energi 27,5 MeV, ditemukan bahwa jumlah partikel alfa yang dipantulkan kembali menjadi nol. Deviasi ini tidak dapat dijelaskan hanya dengan gayasa listrik, melainkan perlu mempertimbangkan gayasa kuat.
Eksperimen Rutherford awalnya berpendapat bahwa partikel alpha hanya interaksi melalui gayasa listrik. Namun, jika energi partikel alfa melebihi 27,5 MeV, maka mereka akan cukup dekat untuk berinteraksi dengan inti nucleus melalui gayasa kuat. Faktor mengingat interaksi karena gayasa kuat menjelaskan pola pemantulan yang ditemukan dalam hasil eksperimen.
Oleh karena itu, deviasi dari Rutherford scattering memberikan bukti tentang gayasa kuat. Partikel alfa dengan energi sangat tinggi dapat mencapai dekat cukup ke nucleon untuk membuat efek gayasa kuat signifikan.
Contoh Kerja
Alpha partikel mengalami pemantulan setelah dilempar pada lembar tipis emas. Lembar emas kemudian diganti untuk membuat perbandingan.
Deskripsi perbedaan yang diharapkan dalam pola pemantulan ketika lembar diganti dengan lembar aluminium sebesar sama:
Langkah 1: Bandingkan muatan relatif inti
Gaya antara inti karena gayasa listrik adalah proporsional terhadap kuadrat jarak antara inti dan partikel alfa
Karena itu, muatan inti berbanding dengan persegi dari jarak antara inti dan partikel alfa
Langkah 2: Prediksi pola dan deviasi dari Rutherford scattering
Deviasi dari Rutherford scattering terjadi ketika partikel alfa mendekati cukup dekat untuk membuat gayasa kuat lebih signifikan daripada gayasa listrik
Pada jarak kecil (<1,5 fm), efek gayasa kuat menjadi signifikan
Partikel alfa akan dapat mendekati inti aluminium pada energi yang lebih rendah daripada inti emas
Oleh karena itu, partikel alfa akan kurang dipengaruh oleh gayasa listrik dan dapat mendekati cukup dekat untuk berinteraksi dengan gayasa kuat
Karena itu, deviasi akan terlihat lebih banyak pada lembar aluminium daripada lembar emas
Tips Ujian
Pastikan Anda dapat menjelaskan kapan deviasi dari Rutherford scattering akan terjadi, yaitu:
- Ketika partikel alfa memiliki energi yang sangat tinggi
- Saat inti target memiliki jumlah nucleon yang rendah