УПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ ЧАСТИЦ Выполнил: Ануарбеков А.К. гр.яф-53

Основные понятия и определения Рассеяние – отклонение частиц от первоначального направления движения, вызванное взаимодействием с рассеивателем. В результате рассеяния двух или более частиц меняются их импульсы (упругое рассеяние). Наряду с изменением импульсов может меняться также внутреннее состояния частиц, либо образовываться другие частицы (неупругое рассеяние). Одной из основных характеристик как упругого, так и неупругого рассеяния является так называемое эффективное сечение рассеяния - величина, пропорциональная вероятности процесса. Измерение сечений процессов позволяет изучать законы взаимодействия частиц, исследовать их структуру.

Обычно рассматривается распространенная экспериментальная ситуация, когда частица налетает на другую частицу (мишень), которую можно считать неподвижной. После столкновения частица изменяет направление движения, а частица-мишень испытывает отдачу. Теоретически рассеяние удобнее рассматривать в системе отсчета центра инерции, ограничиваясь только относительным движением частиц. Так, в случае рассеяния двух частиц в системе центра масс задача сводится к рассеянию одной частицы с приведенной массой на неподвижной мишени. Рассеяние называется упругим, если суммарная кинетическая энергия системы частиц не изменяется, не происходит изменения внутреннего состояния частиц или превращения одних частиц в другие. В противном случае рассеяние называется неупругим, при этом кинетическая энергия переходит в другие виды энергии с изменением коллективных (например, деформация) или микроскопических (например, возбуждение ядра) степеней свободы налетающих частиц или мишени. Обычно экспериментальная мишень состоит из многих частиц. Если мишень тонка, то частица успевает рассеяться лишь один раз. Такое рассеяние называется однократным рассеянием. При толстой мишени нужно принимать во внимание многократное рассеяние частиц.

Классическая модель Рис. 1. Классическая траектория, угол возврата и угол рассеяния.

Сечение рассеяния Сечение рассеяния величина, характеризующая вероятность перехода системы двух сталкивающихся частиц в результате их рассеяния (упругого или неупругого) в определённое конечное состояние. Сечение рассеяния 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 (1/см 3 ) концентрация падающих частиц): = dN/nv. Таким образом, сечение рассеяния имеет размерность площади; обычно оно измеряется в см 2.

Различным типам переходов, наблюдаемых при рассеянии частиц, соответствуют разные сечения рассеяния. Упругое рассеяние частиц характеризуют дифференциальным сечением рассеяния q = d /d, равным отношению числа частиц, упруго рассеянных в единицу времени в единицу телесного угла, к потоку падающих частиц (d элемент телесного угла), и полным сечением, равным интегралу дифференциального сечения, взятому по полному телесному углу ( = 4 стер).

По законам классической механики задачу рассеяния двух частиц массами m 1 и m 2 можно свести, перейдя в систему центра инерции сталкивающихся частиц, к задаче рассеяния одной частицы с приведённой массой m = m 1 m 2 /(m 1 + m 2 ) на неподвижном силовом центре. Траектория частицы, проходящей через силовое поле (с центром 0), искривляется - происходит рассеяние. Угол между начальным (p нач. ) и конечным (p кон. ) импульсами рассеиваемой частицы называется углом рассеяния. Угол рассеяния зависит от силы взаимодействия между частицами и от прицельного параметра - расстояния, на котором частица пролетала бы от силового центра, если бы взаимодействие отсутствовало (рис. 1).

Спасибо за внимание.