Эффективное поперечное сечение

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
ЭА ЭБ ЭВ ЭГ ЭД ЭЕ ЭЖ ЭЗ ЭЙ ЭК ЭЛ ЭМ ЭН ЭО ЭП ЭР ЭС ЭТ ЭУ ЭФ ЭХ ЭЦ ЭЧ ЭШ ЭЭ ЭЯ
ЭФА
ЭФЕ
ЭФИ
ЭФЛ
ЭФО
ЭФР
ЭФТ
ЭФФ
ЭФЫ

Эффективное поперечное сечение, эффективное сечение, сечение (в физике), величина, характеризующая вероятность перехода системы двух сталкивающихся частиц в результате их рассеяния (упругого или неупругого) в определённое конечное состояние. Эффективное поперечное сечение s равно отношению числа dN таких переходов в единицу времени к плотности nv потока рассеиваемых частиц, падающих на мишень, т. е. к числу частиц, проходящих в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к их скорости v (n — плотность числа падающих частиц): s = dN/nv. Таким образом, Эффективное поперечное сечение имеет размерность площади; обычно оно измеряется в см2. Различным типам переходов, наблюдаемых при рассеянии частиц, соответствуют разные Эффективное поперечное сечение Упругое рассеяние частиц характеризуют дифференциальным Эффективное поперечное сечение d s/d W, равным отношению числа частиц, упруго рассеянных в единицу времени в единицу телесного угла, к потоку падающих частиц (d W — элемент телесного угла), и полным сечением s, равным интегралу дифференциального сечения, взятому по полному телесному углу (W= 4pстер). Для иллюстрации на рис. схематически изображен процесс упругого рассеяния точечных «классических» частиц на шарике радиуса R0 с «абсолютно жёсткой» поверхностью. Полное Э. п. С. рассеяния для этого случая равно геометрическому сечению шарика: s = pR02.

Схема, поясняющая упругое рассеяние «классической» частицы на «абсолютно твёрдом» шарике. Рассеянию на угол <span style='font-family:Symbol'>J</span> = <span style='font-family:Symbol'>p</span> <span style='font-family:Symbol'>a</span> отвечает параметр столкновения <span style='font-family:Symbol'>r</span> = R<sub>0</sub>sin(<span style='font-family:Symbol'>a</span>/2) = R<sub>0</sub>cos(<span style='font-family:Symbol'>J</span>/2), а сечение d<span style='font-family:Symbol'>s</span> рассеяния в телесный угол d<span style='font-family:Symbol'>W</span> = 2<span style='font-family:Symbol'>p</span>sin<span style='font-family:Symbol'>J</span>d<span style='font-family:Symbol'>J</span> равно площади заштрихованного кольца: d<span style='font-family:Symbol'>J</span> = 2<span style='font-family:Symbol'>p</span><span style='font-family:Symbol'>r</span>d<span style='font-family:Symbol'>r</span> = (<span style='font-family:Symbol'>p</span>/2)R<img src=sinJdJ, т. е. дифференциальное сечение ds/dW= R/4, а полное сечение упругого рассеяния равно геометрическому сечению шарика: s = pR. При учёте квантовых (волновых) свойств частиц сечение получается иным. В предельном случае l>>R0 (l=ħ/r — длина волны де Бройля частицы, r — её импульс, ħ — постоянная Планка) рассеяние сферически симметрично, а полное сечение в 4 раза больше классического: sкв = 4pR02. При l<< R0рассеяние на конечные углы (J¹ 0) напоминает классическое, однако под очень малыми углами dJ~l/R0 происходит волновое «дифракционное» рассеяние с сечением pR; т. о., полное сечение с учётом дифракции вдвое больше классического: s=2pR. Эффективное поперечное сечение." alt="Схема, поясняющая упругое рассеяние «классической» частицы на «абсолютно твёрдом» шарике. Рассеянию на угол J = p a отвечает параметр столкновения r = R0sin(a/2) = R0cos(J/2), а сечение ds рассеяния в телесный угол dW = 2psinJdJ равно площади заштрихованного кольца: dJ = 2prdr = (p/2)RsinJdJ, т. е. дифференциальное сечение ds/dW= R/4, а полное сечение упругого рассеяния равно геометрическому сечению шарика: s = pR. При учёте квантовых (волновых) свойств частиц сечение получается иным. В предельном случае l>>R0 (l=ħ/r — длина волны де Бройля частицы, r — её импульс, ħ — постоянная Планка) рассеяние сферически симметрично, а полное сечение в 4 раза больше классического: sкв = 4pR02. При l<< R0рассеяние на конечные углы (J¹ 0) напоминает классическое, однако под очень малыми углами dJ~l/R0 происходит волновое «дифракционное» рассеяние с сечением pR; т. о., полное сечение с учётом дифракции вдвое больше классического: s=2pR."

Схема, поясняющая упругое рассеяние «классической» частицы на «абсолютно твёрдом» шарике. Рассеянию на угол J = p a отвечает параметр столкновения r = R0sin(a/2) = R0cos(J/2), а сечение ds рассеяния в телесный угол dW = 2psinJdJ равно площади заштрихованного кольца: dJ = 2prdr = (p/2)RsinJdJ, т. е. дифференциальное сечение ds/dW= R/4, а полное сечение упругого рассеяния равно геометрическому сечению шарика: s = pR. При учёте квантовых (волновых) свойств частиц сечение получается иным. В предельном случае l>>R0 (l=ħ/r — длина волны де Бройля частицы, r — её импульс, ħ — постоянная Планка) рассеяние сферически симметрично, а полное сечение в 4 раза больше классического: sкв = 4pR02. При l<< R0рассеяние на конечные углы (J¹ 0) напоминает классическое, однако под очень малыми углами dJ~l/R0 происходит волновое «дифракционное» рассеяние с сечением pR; т. о., полное сечение с учётом дифракции вдвое больше классического: s=2pR.

При наличии неупругих процессов полное сечение складывается из Эффективное поперечное сечение упругих и неупругих процессов. Для более детальной характеристики рассеяния вводят сечение для отдельных типов (каналов) неупругих реакций. Для множественных процессовважное значение имеют т. н. инклюзивные сечения, описывающие вероятность появления в данном столкновении какой-либо определённой частицы или группы частиц.

  Если взаимодействие между сталкивающимися частицами велико и быстро падает с расстоянием, то Эффективное поперечное сечение по порядку величины, как правило, равно квадрату радиуса действия сил или геометрическому сечению системы (см. рис.); однако вследствие специфических квантовомеханических явлений Эффективное поперечное сечение могут существенно отличаться от этих значений (например, в случаях резонансного рассеяния и Рамзауэра эффекта).

Экспериментальные измерения Эффективное поперечное сечение рассеяния дают сведения о структуре сталкивающихся частиц. Так, измерения сечения упругого рассеяния a-частиц атомами позволили открыть атомное ядро, а упругого рассеяния электронов протонами и нейтронами (нуклонами) — определить радиусы нуклонов и распределение в них электрического заряда и магнитного момента (т. н. формфакторы). Понятие Эффективное поперечное сечение используется также в статистической физике при построении кинетических уравнений.

  С. С. Герштейн.

Так же Вы можете узнать о...


Журавлёв Фирс Сергеевич [10(22).12.1836, Саратов, — 4(17).
Йонна (департамент во Франции) Йонна (Yonne), департамент в центральной части Франции, по среднему и нижнему течению р.
Климанов Егор Афанасьевич (псевдоним Афанасьев) [1(13).
Круговой процесс (цикл) в термодинамике, процесс, при котором физическая система (например, пар), претерпев ряд изменений, возвращается в исходное состояние.
Лосиный, посёлок городского типа в Свердловской области РСФСР.
Мешен Пьер Франсуа Андре Мешен (Mechain) Пьер Франсуа Андре (16.8.1744, Дан, — 20.
Нейссер Альберт Людвиг Нейссер (Neisser) Альберт Людвиг (22.1.1855, Швейдниц, — 30.
Падишах (от древнеперсидского Пати — властитель, господин и перс.
Попов Лукиан Васильевич [8(20).10.1873, село Архангельское, ныне Оренбургской области, — 8(21).
Ржавчина растений, вредоносная распространённая болезнь многих растений, вызываемая ржавчинными грибами и характеризующаяся образованием на пораженных органах пустул различной формы и величины, из которых при растрескивании высыпается «ржавый» порошок, состоящий из спор гриба.
Силькеборг (Silkeborg), город в Дании, в долине р.