Ефективний поперечний переріз
 
а б в г д е 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
 

Ефективний поперечний переріз

Ефективний поперечний переріз, ефективний переріз, перетин (у фізиці), величина, що характеризує вірогідність переходу системи двох часток, що стикаються, в результаті їх розсіяння (пружного або непружного) в певний кінцевий стан. Е. п. с. s дорівнює відношенню числа dn таких переходів в одиницю часу до щільності nv потоку розсіюваних часток, падаючих на мішень, тобто до часток, проходящих в одиницю часу через одиничний майданчик, перпендикулярний до їх швидкості v ( n — щільність числа падаючих часток): s = dn/nv . Таким чином, Е. п. с. має розмірність площі; зазвичай воно вимірюється в см 2 . Різним типам переходів, спостережуваних при розсіянні часток, відповідають різні Е. п. с. Пружне розсіяння часток характеризують диференціальними Е. п. с. d s/ d W, рівним відношенню числа часток пружно розсіяних в одиницю часу в одиницю тілесного кута, до потоку падаючих часток ( d W елемент тілесного кута), і повним перерізом s, рівним інтегралу диференціального переріза, узятому по повному тілесному куту (W = 4p стер ). Для ілюстрації на мал.(малюнок) схематично змальований процес пружного розсіяння точкових «класичних» часток на кульці радіусу R 0 з «абсолютно жорсткою» поверхнею. Повне Е. п. С. розсіяння для цього випадку дорівнює геометричному перетину кульки: s = p R 0 2 .

загрузка...

  За наявності непружних процесів повний переріз складається з Е. п. с. пружних і непружних процесів. Для детальнішої характеристики розсіяння вводить перетин для окремих типів (каналів) непружних реакцій. Для множинних процесів важливе значення мають т.з. інклюзівниє перетини, що описують вірогідність появи в даному зіткненні якої-небудь певної частки або групи часток.

  Якщо взаємодія між частками, що стикаються, велика і швидко падає з відстанню, то Е. п. с. по порядку величини, як правило, дорівнює квадрату радіусу дії сил або геометричному перетину системи (див. мал. ); проте унаслідок специфічних квантовомеханічних явищ Е. п. с. можуть істотно відрізнятися від цих значень (наприклад, у випадках резонансного розсіяння і Рамзауера ефекту ).

  Експериментальні виміри Е. п. с. розсіяння дає зведення про структуру часток, що стикаються. Так, виміри перетину пружного розсіяння а-часток атомами дозволили відкрити атомне ядро, а пружного розсіяння електронів протонами і нейтронами (нуклонами) — визначити радіуси нуклонів і розподіл в них електричного заряду і магнітного моменту (т.з. формфактори ). Поняття Е. п. с. використовується також в статистичній фізиці при побудові кінетичних рівнянь.

  З . З . Герштейн .

Схема, що пояснює пружне розсіяння «класичної» частки на «абсолютно твердій» кульці. Розсіянню на кут J = p - а відповідає параметр зіткнення r = R 0 sin(a/2)= R 0 cos(J/2), а перетин ds розсіяння в тілесний кут dw = 2psinjdj дорівнює площі заштрихованого кільця: dj = 2prdr = (p/2)Rsinjdj, тобто диференціальний переріз ds/dw = R/4, а повний переріз пружного розсіяння дорівнює геометричному перетину кульки: s = pr. При обліку квантових (хвилевих) властивостей часток перетин виходить іншим. У граничному випадку l >> R 0 (l = ħ /r — довжина хвилі де Бройля частки, r — її імпульс, ħ — постійна Планка) розсіяння сферично симетрично, а повний переріз в 4 рази більше класичного: s кв = 4pr 0 2 . При l << R 0 розсіяння на кінцеві кути (J ¹ 0) нагадує класичне, проте під дуже малими кутами dj~l/r 0 відбувається хвилеве «дифракційне» розсіяння з перетином pr; т. о., повний переріз з врахуванням дифракції удвічі більше класичного: s = 2pr.