E = E 1+ E /Mc2⋅ (1−cosθ) EE =187 GeV,θ = 80

原子核物理学 I（2014 年度、担当：飯嶋）課題 III
提出期限：2014 年 7 月 18 日(金)
提出場所: C505 号室(入り口の封筒へ)。7 月 16 日の講義時に提出してもよい。
１．電子ビームの原子核による散乱について以下の設問に答えよ。
１）図１のように、エネルギー E 、運動量 p の電子が原子核により弾性散乱されたとする。電子の散乱
角度を θ 、原子核の質量を M とするとき、散乱された電子のエネルギー E " が、
E" =
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E
€ 2
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1+ E / Mc ⋅ (1 − cosθ )
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と書けることを示せ。ただし、電子の質量を無視してよい。
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２）電子ビームエネルギー E = 0.5 GeV のとき、二つの原子核（質量数 A = 1と A = 50 ）について、 E "
を θ の関数としてグラフで示せ。
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３）図２は、講義でも紹介した Hofstadter たちの実験によるもので,炭素原子核標的( C )により
E = 187 GeV, θ = 80  で測定された電子のエネルギー分布を示している。この分布に見られる幾つ
かのピーク構造は何に対応するものか？説明せよ。
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12
４）図３の黒丸のデータ点は、電子ビームのエネルギー E = 420 GeV で、炭素原子核( C )を標的とし
て得られた弾性散乱の微分断面積を散乱角 θ の関数として示している。このデータから、炭素原子
核の荷電半径についてどのようなことが推定されるか？記述せよ。
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図１
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図２
図３
図２、３の出典：Robert Hofstadter によるノーベル賞講演録
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1961/hofstadter-lecture.pdf
２．本講義の感想（わかったこと、疑問に思ったこと、その他なんでも）を書いて下さい（成績評価
には含めません）。

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