19191

Сечение рассеяния в кулоновском и обратноквадратичном потенциале

Лекция

Производство и промышленные технологии

Лекция 3 Сечение рассеяния в кулоновском и обратноквадратичном потенциале. Кулоновский потенциал взаимодействия имеющий вид Ur = /r где  = q1q2 – один из немногих потенциалов для которого можно вычислить аналитически дифференциальное сечение рассеяния. На его приме

Русский

2013-07-11

136.5 KB

1 чел.

Лекция 3

Сечение рассеяния в кулоновском и обратноквадратичном потенциале.

Кулоновский потенциал взаимодействия, имеющий вид U(r) = /r (где = q1q2) – один из немногих потенциалов, для которого можно вычислить аналитически дифференциальное сечение рассеяния. На его примере подробно распишем последовательность вычислений.

Подставив конкретный вид U(r) = /r в (2.5) получим квадратное уравнение

Решение этого уравнения запишем в виде:

.

Обратим внимание, что одному значению прицельного параметра в общем случае соответствуют два значения rmin.

Выражение для 0 представим в виде

и, сделав замену переменной , получим табличный интеграл

,

где

Поэтому

.

Представив , получим . Так как 0 = ()/2, то, окончательно, связь между прицельным параметром и углом рассеяния

В соответствии с общим определением дифференциального сечения

.

Так как 2v2 = 4(m1v2/2)m2/(m1+m2) = 4E0 /(1+), а элемент телесного угла d = sindd, то

(3.1)

Это т.н. Резерфордовское дифференциальное сечение рассеяния в кулоновском потенциале. Заметим, что оно не зависит от знаков зарядов взаимодействующих частиц. Переход в л.с.к. осуществляется в соответствии с общим правилом (2.8). Для того чтобы выразить sin4() через угол воспользуемся тригонометрическим равенством

,

где оба знака перед корнем соответствуют случаю > 1, при < 1 остается только верхний знак.

Следовательно, Резерфордовское дифференциальное сечение рассеяния в лабораторной системе координат имеет вид при > 1

и при < 1

(3.2)

Для   1 данное выражение существенно упрощается

(3.3)

Интересно сравнить точное (3.2) и приближенное (3.3) выражение при разных значениях , что сделано на рис. 3.1, на котором приведена зависимость их отношения от для угла рассеяния в л.с.к. = 135о. Как видно из рисунка, даже при  = 0,1 использование приближенного выражения приводит к ошибке 15%.

Из выражения (3.2) следует, что при упругом рассеянии в кулоновском потенциале наиболее вероятны малые углы рассеяния.

В дальнейшем нам понадобится выражение дифференциального сечения рассеяния как функция переданной энергии E2 частице m2 , т.е. d(E2)/dE2. Воспользуемся полученными ранее соотношениями:

из которых получаем

Отсюда

.

Подставим полученные выражения в Резерфордовское дифференциальное сечение рассеяния

.

И, окончательно, имеем

(3.4)

Из данного выражения следует, что при упругом рассеянии в кулоновском потенциале наиболее вероятны столкновения с малой передачей энергии.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

75017. Мусор – глобальная проблема человечества. Борьба первобытного человека с отходами 32.5 KB
  Борьба первобытных людей с отходами Эколог: На древней планете идиллия была – Наша Земля раем слыла. Эколог: Но однажды в древний век Появился человек. Первобытный человек: Много тысячелетий назад Неандерталец чистой Земле был рад Экологически чистые плоды он собирал Прозрачную водицу из родника он брал. Эколог: Отходы синтетические у современного человека Они не перегнивают лежат в земле три века Пакеты по пятьсот лет планету загрязняют А стеклянные отходы за тысячу лет не исчезают Пещерный человек: Пещерный человек вам Землю чистой...
75018. Не будьте собі ворогом. Конспект уроку здорового способу життя 47 KB
  Мета заходу: Виховувати в учнів негативне ставлення до вживання наркотиків бажання і вміння вести здоровий спосіб життя критично ставитись до своїх негативних вчинків. Що стається з наркоманом а продовжує радіти життю; б постійно шукає де б дістати наркотик; в пригнічений; г життя – муки. Втрачаєш радість життя. Можеш покінчити життя самогубством.
75019. Здоров’я народу - багатство країни. Позакласний захід з народознавства для 6-7-х класів 98.5 KB
  Українське житло мало чотиригранну будову – чотири стіни відповідали чотирьом сторонам світу. Вікна виходили на схід і на південь – до сонця. З північного боку, де панували темні, злі сили, вікон не було.
75020. Дванадцять місяців, народознавчий проект 162 KB
  Чи потрібні сучасній молоді знання про народні свята традиції Чи варто відроджувати їх ці питання визначили проблему. Мета проекту: ознайомлення учнів з багатством культурної спадщини українського народу; формування ціннісного ставлення до скарбів української духовної культури народного мистецтва традицій і звичаїв свого народу...
75021. Структура наукового дослідження, план-конспект уроку 128 KB
  Структура наукового дослідження Мета. Познайомити слухачів із методологією наукової творчості сформувати у них теоретичні знання про основні компоненти структури наукового дослідження та практичні вміння будувати структуру наукового дослідження користуватися одержаними знаннями при написанні наукових робіт стимулювати творчість дослідницькі вміння. Бесіда Яке слово найбільш підходить до поняття структура наукового дослідження Будова схема. Із чого починається наукове дослідження Із обґрунтування актуальності теми дослідження.
75023. Прийшла зима весела. Новорічне свято для учнів 3-4 класів 88 KB
  Ось палац наш крижаний Щоб зустріти рік Новий Ми запрошуєм гостей І дорослих і дітей. До нас у крижаний палац Запрошуємо друзі вас На новорічний бал святковий – Чудовий радісний казковий У містечку казковому – Крижаному чудовому – І цікаво і весело Буде всій дітворі У містечку казковому – Крижаному чудовому Ми гостей привітаємо Разом з Новим роком усіх Хай збуваються всі мрії Оживає світ казок В незабутнє святодиво Для дорослих і діток І вітаннями теплими Із піснями легендами З маскарадами іграми Йде до нас Новий рік Дід...
75024. Новогодние приключения, представление для учащихся 7-8 классов 95 KB
  Формирование эстетического восприятия прекрасного в окружающей действительности; воспитание интереса и стремления детей к развитию художественных способностей и творческой деятельности в различных видах искусства и литературы, усовершенствование эстетических знаний, умений и навыков...
75025. Україна велика повстала зі сну. Виховний захід 2.34 MB
  Узагальнити та систематизувати знання учнів про Україну, її історію, державні та народні символи. Розвивати увагу, память, виразність читання. Виховувати любов до рідної країни, почуття патріотизму...