利用Working Model简单模拟α散射现象

1 引言

最近一段时间，微主一直在和网友们交流分享MSC.Working Model.2D的使用方法，并计划开设几节线上公开课。为了准备素材，今天推送一则案例，利用Working Model简单模拟α散射现象。

一般而言，大量的α粒子轰击金原子核，应该不好设计吧？其实不然，对Working Model比较熟悉的师生，也就几分钟。

2 制作过程

在坐标原点创建一个较大的球，并用钉子固定，用于模拟金原子核；然后在左上方创建一个较小的球，用于模拟α粒子。

双击对象，可以设置相关参数，重点设置电荷量，其他物理量可以使用系统默认值。

设置大球的电荷量为0.01C，小球的电荷量为2×10^-8C，小球的质量为0.031kg，小球在x轴方向的速度为10m/s。

在“World”菜单中进入“Gravity”设置框，取消万有引力作用和重力作用；在“World”菜单中进入“Electrostatics”设置框，勾选静电相互作用。

运行程序，可以发现小球在大球附近沿双曲线飞过。

一条径迹显然不容易观察到规律性，此时可以利用复制粘贴的方法，创建更多的小球，并使它们对称均匀地排列在大球的左侧。

最后，只需要运行程序，就可以看到α散射的基本规律了。

3 规律显示

绝大多数α粒子沿直线运动，少部分发生了较大角度的偏转，极个别原路返回。

为何？

除非原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在了一个极其微小的原子核上，上述现象绝对不可能。

卢瑟福据此提出了原子的核式结构模型，也就是当代绝大部分人认识到的、类似太阳系的、核式结构模型。

| 创客焦作 | 

河南创客焦作是焦作市创客教育名师工作室的微信公众平台，以创客教育为主要研究方向，分享创客案例，讲解创新方法，启迪创意设计，开展科学探究，组织社会调查，指导论文写作，参加创客大赛和专利申请，发现、培养和成就一批具有创新潜质的学生。

河南公众号码：chuangkejiaozuo

河南名师博客：http://blog.sina.com.cn/updays