Ефективне поперечний переріз - це

Ефективне поперечний переріз

ефективний перетин, перетин (у фізиці), величина, що характеризує ймовірність переходу системи двох частинок, що стикаються в результаті їх розсіювання (пружного або непружного) в певний кінцевий стан. Е. п. С. σ дорівнює відношенню числа dN таких переходів в одиницю часу до щільності nv потоку розсіюються часток, падаючих на мішень, т. е. до числа частинок, що проходять в одиницю часу через одиничну площадку, перпендикулярну до їх швидкості v (n - щільність числа падаючих частинок) : σ = dN / nv. Таким чином, Е. п. С. має розмірність площі; зазвичай воно вимірюється в см 2. Різним типам переходів, спостережуваних при розсіянні частинок, відповідають різні Е. п. с. Пружне розсіяння частинок характеризують диференціальним Е. п. С. d σ / d Ω, рівним відношенню числа частинок, пружно розсіяних в одиницю часу в одиницю тілесного кута, до потоку падаючих частинок (d Ω - елемент тілесного кута), і повним перерізом σ, рівним інтегралу диференціального перерізу, взятому за повним тілесного кута ( Ω = 4π стер). Для ілюстрації на рис. схематично зображено процес пружного розсіяння точкових «класичних» часток на кульці радіусу R0 з «абсолютно жорсткою» поверхнею. Повний Е. п. С. розсіяння для цього випадку дорівнює геометричному перетину кульки: σ = πR0 2.

При наявності непружних процесів повний переріз складається з Е. п. С. пружних і непружних процесів. Для більш детальної характеристики розсіювання вводять перетин для окремих типів (каналів) непружних реакцій. Для множинних процесів (Див. Множинні процеси) важливе значення мають т. Н. інклюзивні перетину, що описують ймовірність появи в даному зіткненні будь-якої певної частки або групи часток.

Якщо взаємодія між стикаються частинками велике і швидко падає з відстанню, то Е. п. С. по порядку величини, як правило, дорівнює квадрату радіуса дії сил або геометричному перетину системи (див. рис.); однак внаслідок специфічних квантовомеханических явищ Е. п. с. можуть істотно відрізнятися від цих значень (наприклад, у випадках резонансного розсіювання та Рамзауера ефект а).

Експериментальні вимірювання Е. п. С. розсіювання дають відомості про структуру частинок, що стикаються. Так, вимірювання перерізу пружного розсіяння α-частинок атомами дозволили відкрити атомне ядро, а пружного розсіювання електронів протонами і нейтронами (нуклонами) - визначити радіуси нуклонів і розподіл в них електричного заряду і магнітного моменту (т. Н. Формфактор и). Поняття Е. п. С. використовується також в статистичній фізиці при побудові кінетичних рівнянь.

Схема, яка пояснює пружне розсіяння «класичної» частки на «абсолютно твердій» кульці. Розсіювання на кут θ = π - α відповідає параметр зіткнення ρ = R0 sin (α / 2) = R0 cos (θ / 2), а перетин dσ розсіювання в тілесний кут dΩ = 2πsinθdθ дорівнює площі заштрихованого кільця: dθ = 2πρdρ = (π / 2) R0 2 sinθdθ, т. е. диференціальне перетин dσ / dΩ = R0 2/4, а повний переріз пружного розсіяння дорівнює геометричному перетину кульки: σ = πR0 2. При обліку квантових (хвильових) властивостей частинок перетин виходить іншим. У граничному випадку λ >> R0 (λ = ħ / ρ - довжина хвилі де Бройля частинки, ρ - її імпульс, ħ - постійна Планка) розсіяння сферично симетрично, а повний переріз в 4 рази більше класичного: σкв = 4πR0 2. При λ 2; т. о. повний переріз з урахуванням дифракції вдвічі більше класичного: σ = 2πR0 2.

Велика Радянська Енциклопедія. - М. Радянська енциклопедія. 1969-1978.

Схожі статті