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精彩詞條截面
補充:0 瀏覽:31683 發(fā)布時間:2012-10-24
描述兩個微觀粒子(或粒子系統(tǒng))碰撞幾率的一種物理量。
詳細釋義 一種運動中的粒子(或粒子系統(tǒng))碰撞另一種靜止粒子(或粒子系統(tǒng))時,如果在單位時間內(nèi)通過垂直于運動方向單位面積上的運動粒子數(shù)為一,靜止粒子數(shù)也為一,則單位時間發(fā)生碰撞的幾率稱為碰撞截面,簡稱截面。截面的量綱和面積相同。截面的幾何意義是:當兩個微觀粒子(或粒子系統(tǒng))碰截面撞時,如果把其中一個看作是點粒子,把碰撞時的相互作用等效成某種極短程的接觸作用時,碰撞幾率應(yīng)正比于沿運動方向來看另一粒子(或粒子系統(tǒng))等效的幾何截面,這個幾何截面就是碰撞截面。 函數(shù) 碰撞截面是入射能量的函數(shù)。當需要考察對末態(tài)的運動參量加某種限制時的截面變化率,這就導(dǎo)致微分截面的概念。例如在彈性散射中,在空間某特定方向單位立體角的散射截面就是一種描寫角分布的微分截面。當需要考察對末態(tài)進行不連續(xù)變化的分類截面時,就導(dǎo)致部分截面的概念。例如在研究散射問題時,當把散射過程按碰撞角動量來分解,則截面就可表示成各種角動量對截面貢獻之和,這種給定角動量的截面就是一種部分截面。又例如在碰撞產(chǎn)生反應(yīng)中,可以按各種可能的末態(tài)對截面的貢獻之和來給出截面值,這種給定末態(tài)粒子的截面也是一種部分截面。 微分截面對相應(yīng)的運動參量的積分以及部分截面按分類標準對所有可能的情形求和,都得截面,這時為明確區(qū)別常又稱截面為總截面。 在碰撞產(chǎn)生反應(yīng)時只對末態(tài)中某個特定的粒子進行測量得到的截面稱為單舉截面;如果只對末態(tài)中某兩個特定的粒子進行測量得到的截面稱為雙舉截面;如果對末態(tài)中所有粒子都進行測量得到的截面稱為遍舉截面。 彈性截面 如果在碰撞時,粒子的類型、內(nèi)部運動狀態(tài)和數(shù)目都未改變,稱為彈性散射,相應(yīng)的截面稱為彈性截面。粒子的類型、內(nèi)部運動狀態(tài)或數(shù)目有改變的碰撞過程統(tǒng)稱反應(yīng)過程,相應(yīng)的截面稱為反應(yīng)截面或非彈性截面。 截面的單位為靶恩,1靶恩=10-24厘米2,高能物理中強相互作用散射和反應(yīng)過程截面的數(shù)量級為數(shù)十毫靶恩。 截面的定義:(上面的第一段單位時間定義有誤) 截面(cross section)有效截面的簡稱,它是微觀粒子間發(fā)生某種特定過程的概率的量度。設(shè)有強度(單位時間通過單位橫截面的粒子數(shù))N的A種粒子通過由密度為n的B種粒子組成的介質(zhì)并發(fā)生相互作用,使A種粒子和B種粒子發(fā)生某種特定過程,從而使A種粒子流在B種粒子間經(jīng)過ΔX路程后強度減少ΔN,則以σ=1/N*ΔN/(n*ΔX),作為這兩種粒子相互作用發(fā)生某種特定過程的截面。由于ΔN為單位時間發(fā)生該特定過程的A種粒子數(shù),nΔX為靶介質(zhì)單位面積的ΔX薄層中的B粒子數(shù),所以σ=1/N*ΔN/(n*ΔX)則表示每一入射粒子與每單位面積內(nèi)一個靶粒子發(fā)生該特定過程的概率,σ具有面積量綱,因而又稱為截面。根據(jù)發(fā)生作用過程的類型不同,有反應(yīng)截面、散射截面、輻射俘獲截面、吸收截面和裂變截面等。反應(yīng)截面為入射粒子與靶核之間發(fā)生某種核反應(yīng)的截面;散射截面為入射粒子與靶核相互作用發(fā)生散射過程的截面;輻射俘獲截面為入射粒子與靶核相互作用發(fā)生俘獲過程的截面;吸收截面為入射粒子與靶核相互作用而被靶核吸收的截面;裂變截面為入射粒子與靶核相互作用發(fā)生裂變過程的截面。 其他補充 |
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