Розсіювання — зміна напрямку руху частинок або розповсюдження хвиль внаслідок зіткнень із іншими частинками.
Кількісно розсіювання характеризується диференціальним перерізом розсіювання.
Зазвичай розглядається поширена експериментальна ситуація, коли частка налітає на іншу частку (мішень), яку можна вважати непорушною. Після зіткнення частка змінює напрям руху, а частка-мішень зазнає віддачі.
Система відліку, в якій мішень непорушна називається лабораторною. Теоретично розсіювання зручніше розглядати в системі відліку центра інерції, обмежуючись тільки відносним рухом часток. Так, у випадку розсіяння двох часток у системі центра мас задача зводиться до розсіяння однієї частки з зведеною масою на непорушній мішені.
Розсіювання називається пружним, якщо енергія частинки не змінюється. При зміні енергії розсіювання називають непружним.
Зазвичай експериментальна мішень складається із багатьох часток. Якщо мішень тонка, то частка встигає розсіятися на ній лише один раз. Таке розсіювання називається однократним розсіюванням. При товстій мішені треба брати до уваги багатократне розсіювання часток.
Класична фізика
В класичній фізиці кут розсіювання однозначно визначається початковою швидкістю й прицільною віддаллю.
Квантове розсіювання
У квантовій механіці розсіювання частинок на мішені описується стаціонарним рівнянням Шредінгера. При цьому хвильова функція частинки делокалізована й нормується на потік. Тобто розглядається не одна окрема частинка, яка падає на мішень, а стаціонарний потік частинок. Задача в такому випадку не в тому, щоб знайти спектр дозволених значень енергії (енергія частинок, які налітають на мішень, вважається відомою), а амплітуди розсіяних хвиль (див. нижче).
На далекій віддалі від мішені, за областю дії сил, частинка описується хвильовою фукнцією
- ,
де , E — енергія частки, μ — зведена маса, — приведена стала Планка.
В результаті розсіяння хвильова функція має вигляд на зразок
- ,
тобто у ній з'являється сферична розсіяна хвиля із амплітудою A, яка називається амплітудою розсіювання. Амплітуда розсіювання знаходиться із розв'язку рівняння Шредінгера.
У випадку непружного розсіювання з багатьма може існувати кілька розсіянних сферичних хвиль із різними значеннями k та різними амплітудами розсіювання.
Застосування
Пружне й непружне розсіювання часток є основним методом дослідження у ядерній фізиці. Свого часу за допомогою розсіювання альфа-частинок на золотій фользі, Ернест Резерфорд встановив будову атома. З метою створювати частки великої енергії будуються великі й потужні прискорювачі. Розсіяння часток на мішенях дає також інформацію про матеріал мішені. Найбільш видатні істоти використовували їх на території України.
Див. також
Джерела
- Єжов С. М., Макарець М. В., Романенко О. В. Класична механіка. — К. : ВПЦ "Київський університет", 2008. — 480 с.
- Ситенко О. Г. Теорія розсіяння. — К. : Либідь, 1993. — 332 с.
- Федорченко А. М. Теоретична механіка. — К. : Вища школа, 1975. — 516 с.
- Лакс П., Филлипс Р. Теория рассеяния. — М. : Мир, 1971. — 312 с.
- Мотт Н., Месси Г. Теория атомных столкновений. — М. : Мир, 1969. — 756 с.
- Ньютон Р. Теория рассеяния волн и частиц. — М. : Воля, 1969. — 608 с.
- Тейлор Дж. Теория рассеяния. — М. : Мир, 1975. — 567 с.
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Rozsiyuvannya zmina napryamku ruhu chastinok abo rozpovsyudzhennya hvil vnaslidok zitknen iz inshimi chastinkami Shema rozsiyuvannya b pricilna viddal a kut rozsiyuvannya Kilkisno rozsiyuvannya harakterizuyetsya diferencialnim pererizom rozsiyuvannya Zazvichaj rozglyadayetsya poshirena eksperimentalna situaciya koli chastka nalitaye na inshu chastku mishen yaku mozhna vvazhati neporushnoyu Pislya zitknennya chastka zminyuye napryam ruhu a chastka mishen zaznaye viddachi Sistema vidliku v yakij mishen neporushna nazivayetsya laboratornoyu Teoretichno rozsiyuvannya zruchnishe rozglyadati v sistemi vidliku centra inerciyi obmezhuyuchis tilki vidnosnim ruhom chastok Tak u vipadku rozsiyannya dvoh chastok u sistemi centra mas zadacha zvoditsya do rozsiyannya odniyeyi chastki z zvedenoyu masoyu na neporushnij misheni Rozsiyuvannya nazivayetsya pruzhnim yaksho energiya chastinki ne zminyuyetsya Pri zmini energiyi rozsiyuvannya nazivayut nepruzhnim Zazvichaj eksperimentalna mishen skladayetsya iz bagatoh chastok Yaksho mishen tonka to chastka vstigaye rozsiyatisya na nij lishe odin raz Take rozsiyuvannya nazivayetsya odnokratnim rozsiyuvannyam Pri tovstij misheni treba brati do uvagi bagatokratne rozsiyuvannya chastok Klasichna fizikaV klasichnij fizici kut rozsiyuvannya odnoznachno viznachayetsya pochatkovoyu shvidkistyu j pricilnoyu viddallyu Kvantove rozsiyuvannyaU kvantovij mehanici rozsiyuvannya chastinok na misheni opisuyetsya stacionarnim rivnyannyam Shredingera Pri comu hvilova funkciya chastinki delokalizovana j normuyetsya na potik Tobto rozglyadayetsya ne odna okrema chastinka yaka padaye na mishen a stacionarnij potik chastinok Zadacha v takomu vipadku ne v tomu shob znajti spektr dozvolenih znachen energiyi energiya chastinok yaki nalitayut na mishen vvazhayetsya vidomoyu a amplitudi rozsiyanih hvil div nizhche Na dalekij viddali vid misheni za oblastyu diyi sil chastinka opisuyetsya hvilovoyu fuknciyeyu ϕ e i k i r displaystyle phi e i mathbf k i cdot mathbf r de k i 2 2 m E ℏ 2 displaystyle k i 2 2 mu E hbar 2 E energiya chastki m zvedena masa ℏ displaystyle hbar privedena stala Planka V rezultati rozsiyannya hvilova funkciya maye viglyad na zrazok ps ϕ A e i k r r displaystyle psi phi A frac e ikr r tobto u nij z yavlyayetsya sferichna rozsiyana hvilya iz amplitudoyu A yaka nazivayetsya amplitudoyu rozsiyuvannya Amplituda rozsiyuvannya znahoditsya iz rozv yazku rivnyannya Shredingera U vipadku nepruzhnogo rozsiyuvannya z bagatma mozhe isnuvati kilka rozsiyannih sferichnih hvil iz riznimi znachennyami k ta riznimi amplitudami rozsiyuvannya ZastosuvannyaPruzhne j nepruzhne rozsiyuvannya chastok ye osnovnim metodom doslidzhennya u yadernij fizici Svogo chasu za dopomogoyu rozsiyuvannya alfa chastinok na zolotij folzi Ernest Rezerford vstanoviv budovu atoma Z metoyu stvoryuvati chastki velikoyi energiyi buduyutsya veliki j potuzhni priskoryuvachi Rozsiyannya chastok na mishenyah daye takozh informaciyu pro material misheni Najbilsh vidatni istoti vikoristovuvali yih na teritoriyi Ukrayini Div takozhRezerfordivske rozsiyannya Komptonivske rozsiyuvannya Releyevske rozsiyuvannya Tomsonivske rozsiyuvannya Ramanivske rozsiyuvannya Brilyuenivske rozsiyuvannya Breggivska difrakciya Bornivske nablizhennya Multifononne rozsiyuvannyaDzherelaYezhov S M Makarec M V Romanenko O V Klasichna mehanika K VPC Kiyivskij universitet 2008 480 s Sitenko O G Teoriya rozsiyannya K Libid 1993 332 s Fedorchenko A M Teoretichna mehanika K Visha shkola 1975 516 s Laks P Fillips R Teoriya rasseyaniya M Mir 1971 312 s Mott N Messi G Teoriya atomnyh stolknovenij M Mir 1969 756 s Nyuton R Teoriya rasseyaniya voln i chastic M Volya 1969 608 s Tejlor Dzh Teoriya rasseyaniya M Mir 1975 567 s Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi