Diffusion Rutherford

En physique nucléaire, la diffusion Rutherford est un phénomène expliqué par Ernest Rutherford en 1911, et qui a conduit au développement du modèle de Bohr de l'atome. Cette diffusion est parfois appelée diffusion de Coulomb, car elle est due à la loi de Coulomb.

La découverte a été faite par Hans Geiger et Ernest Marsden en 1911, lors de l'expérience de Rutherford, dans laquelle un faisceau de particules α est bombardé sur une couche d'or. Cette expérience eut une importance particulière car c'est de cette dernière que Rutherford en déduisit le modèle planétaire de l'atome^[1].

Un procédé similaire appliqué aux nucléons dans les années 1960 est appelé diffusion profondément inélastique.

Section efficace

Diffusion par une particule

Soit une particule de charge ${\displaystyle q}$ [C] et d'énergie cinétique ${\displaystyle E_{c}}$ [J] incidente sur un centre diffuseur (= particule infiniment lourde) immobile de charge ${\displaystyle Q}$ [C]. La collision est traitée en mécanique non relativiste et non quantique. La section efficace ${\displaystyle \sigma }$ [m²] différentielle par rapport à l'angle solide ${\displaystyle \Omega }$ [sr] de cette diffusion est donnée par :

${\displaystyle {\frac {{\rm {d}}\sigma }{{\rm {d}}\Omega }}=\left({\frac {qQ}{16\pi \epsilon _{0}E_{c}}}\right)^{2}{\frac {1}{\sin ^{4}(\theta /2)}}}$.

où :

• ${\displaystyle \epsilon _{0}}$ est la permittivité du vide.

Toutes les particules qui passent à travers l'anneau de gauche (de surface ${\displaystyle {\rm {d}}\sigma }$) passent à travers l'angle solide ${\displaystyle {\rm {d}}\Omega }$.

Articles connexes

• Loi de Coulomb
• Expérience de Rutherford