ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Теоретична фізика у 10 томах

Рассеяние медленных частиц
Рассмотрим свойства упругого рассеяния в предельном слу-
чае малых скоростей рассеиваемых частиц. Именно, скорость
предполагается настолько малой, что длина волны частицы
велика по сравнению с радиусом а действия поля U® (т. е.
ка ^С 1), а ее энергия мала по сравнению с величиной поля внут-
ри этого радиуса. Решение этого вопроса требует выяснения
предельного закона зависимости фаз Si от волнового вектора к
при малых значениях последнего.
г) Формула C) (как и A31.4)) теряет применимость при слишком больших
2, когда сказываются дифракционные эффекты.
2) Напомним, что эта формула (при q ф 0) может быть получена (как
было объяснено в тексте) и без применения уравнения Шредингера в потен-
циальном поле. (Угол рассеяния обозначим через в в отличие от полярного
угла (р.)
658 УПРУГИЕ СТОЛКНОВЕНИЯ ГЛ. XVII
При г < а в точном уравнении Шредингера A23.7) молено
пренебречь лишь членом с к2:
Щ + 1Щ _ l^^Rl = ^-U®Ri. A32.1)
В области же а <С г <С 1/к молено опустить также и член с U®,
так что остается
ДЧ-Д{-^1)^ = 0. A32.2)
Общее решение этого уравнения
Ч-щ:. A32.3)
Значения постоянных с\ и С2 могут быть в принципе определе-
ны лишь путем решения уравнения A32.1) с конкретной функ-
цией U(г); они, разумеется, различны для разных /.
На еще больших расстояниях, г ^ 1/fc, в уравнении Шре-
дингера может быть опущен член с С/(г), но при этом нельзя
пренебрегать /с2, так что имеем
Д" + -R[ + \k2 - ^4^1 Rl = °> A32.4)
т. е. уравнение свободного движения. Решение этого уравнения
(см. § 33)
. A32-5>
Постоянные коэффициенты выбраны здесь таким образом, что-
бы при fcr С 1 это решение переходило в A32.3); тем самым
достигается «сшивание» решения A32.3) в области fcr < 1 с ре-
шением A32.5) в области кг ~ 1.
Наконец, при кг ^ 1 решение A32.5) принимает асимптоти-
ческий вид (см. § 33)
. . 7 .... сък1
sin [кг Н cos
Эта сумма может быть представлена в виде
(*-?)•
Дг «const--sin('A;r-y + б\ A32.6)
§ 132 РАССЕЯНИЕ МЕДЛЕННЫХ ЧАСТИЦ 659
где фаза Si определяется равенством
(ввиду малости к все фазы Si оказываются малыми).
Согласно A23.15) парциальные амплитуды рассеяния
Л - — (e2iSl -1Ь-
и мы приходим к выводу, что в предельном случае малых энер-
ГИЙ /, оо к'1. A32.8)
Таким образом, все парциальные амплитуды с I ф 0 оказы-
ваются малыми по сравнению с амплитудой рассеяния с I = О
(или, как говорят, s-рассеяния). Пренебрегая ими, имеем для
полной амплитуды
№ ~ /о = т = ~ = -«. A32.9)
к с\
так что da = a2d6, а полное сечение
<т = 4тга2. A32.10)
При малых скоростях рассеяние оказывается изотропным по
всем направлениям, а его сечение не зависит от энергии ча-
стиц1). Постоянную величину а называют длиной рассеяния]
она может быть как положительной, так и отрицательной.
В изложенных рассуждениях молчаливо подразумевалось,
что поле U(г) убывает на больших расстояниях (г ^> а) доста-
точно быстро для того, чтобы сделанные пренебрежения были
законными. Легко выяснить, какова именно должна быть тре-
буемая быстрота убывания U®. При больших г второй член в
функции Ri A32.3) мал по сравнению с первым. Для того что-
бы его сохранение было тем не менее законным, оставленные в
уравнении A32.2) малые члены ^ С2/г^+1г2 должны быть все
же велики по сравнению с членом URi ~ \Jc\r1, опущенным при
переходе от A32.1) к A32.2). Отсюда следует, что U® должно
г) При рассеянии электронов на атомах роль длины а, с которой должно
сравниваться 1/к (условие ка <^С 1), играет атомный радиус, достигающий
для сложных атомов нескольких боровских радиусов (нескольких Н2/те2).
Ввиду большой величины этого радиуса постоянство сечения фактически
имеет в этом случае место лишь до энергий порядка долей электрон-воль-
та. При больших же энергиях электронов появляется сильная зависимость
сечения от энергии (так называемый эффект Рамзауэра).
660 УПРУГИЕ СТОЛКНОВЕНИЯ ГЛ. XVII
убывать быстрее, чем 1/г2^+3, для того чтобы был справедли-
вым закон A32.8) для парциальной амплитуды //. В частности,
вычисление /о, а потому и результат A32.9) о не зависящем
от энергии изотропном рассеянии справедливы лишь при более
быстром, чем 1/г3, убывании С/(г) на больших расстояниях.
Если поле U(г) убывает на больших расстояниях по экспо-
ненциальному закону, то молено сделать определенные заключе-
ния о характере дальнейших членов разложения амплитуд // по
степеням к. Мы видели в § 128, что в этом случае амплитуда //,
рассматриваемая как функция комплексной переменной Е, ве-
щественна при вещественных отрицательных значениях Е1). То
же самое относится поэтому и к функции gi(E) в выражении
A25.15)
(при Е < 0 гк вещественно). С другой стороны, функция gi(E)
вещественна (по ее определению) при Е > 0. Таким образом,
функция gi(E) оказывается вещественной при всех веществен-
ных Е, а потому должна разлагаться по целым степеням Е, т. е.
по четным степеням к. О самой же амплитуде fi(k) можно, сле-
довательно, сказать, что она разлагается по целым степеням гк]
все члены с четными степенями к вещественны, а члены с нечет-
ными степенями к мнимы. Согласно A32.8) разложение fi(k)
начинается с члена ~ Si/к со к21] соответственно этому разло-
жение gi(k) начинается с члена, пропорционального к~21.
При убывании поля на больших расстояниях по степенному
закону U « (Зг~п сп^З результат A32.9) о постоянной ампли-
туде, как уже было указано, несправедлив.
Рассмотрим ситуацию, возникающую при различных значе-
ниях п. Для п ^ 1 при достаточно малых скоростях, практиче-
ски при всех значениях прицельного параметра р выполняется
условие
p\U{p)\ ^Hv A32.11)
и потому рассеяние описывается классическими формулами
(ср. условие A27.9)).
При 1 < п < 2 неравенство A32.11) выполняется в значи-
тельной области не слишком больших р; соответственно этому
оказывается классическим рассеяние на не слишком малые углы.
1)При малых Е условие A28.6) выполняется уже для убывания U по за-
кону е~Г//а.
§ 132 РАССЕЯНИЕ МЕДЛЕННЫХ ЧАСТИЦ 661
В то же время существует область значений р, для которых
p\U(p)\<&Hv, A32.12)
т. е. выполняется условие применимости теории возмущений
(ср. A26.2)).
При п > 2 на больших расстояниях имеет место неравенство
\U\ « ?,, A32.13)
и поэтому вклад в рассеяние, возникающий от взаимодействия
на этих расстояниях, может быть вычислен с помощью теории
возмущений (в то время как на более близких расстояниях усло-
вие применимости теории возмущений может и не выполнять-
сяI). Пусть го есть такое значение г, что при г ^> г о имеет
место неравенство A32.13), и в то же время го <С 1/к. Вклад
в амплитуду рассеяния от области расстояний г ^ го, согласно
A26.12), дается интегралом
A32.14)
При 2 < п < 3 этот интеграл сходится на нижнем пределе
и для малых скоростей (кго <С 1) можно заменить этот предел
нулем, так что интеграл оказывается пропорциональным q~^~n\
т. е. отрицательной степени скорости. Этот вклад в амплитуду
является, следовательно, в данном случае основным, так что
/ оо g"C"n), 2 < п < 3. A32.15)
Тем самым определяется зависимость сечения рассеяния от ско-
рости частиц и от угла рассеяния.
При п = 3 интеграл A32.14) расходится логарифмически на
нижнем пределе. При этом он все еще является главной частью
амплитуды рассеяния, так что
^ n = 3. A32.16)
Q
При п > 3 вклад от области г ^ го убывает при к —>> О
и рассеяние определяется постоянной амплитудой A32.9). Од-
нако вклад A32.14) в амплитуду рассеяния, несмотря на свою
) Рассеяние при малых скоростях нигде не становится в этом случае ква-
зиклассическим, так как неравенство A32.11) оказывается несовместимым
с одновременно требуемым условием |?7(р)| < Е.
662 УПРУГИЕ СТОЛКНОВЕНИЯ ГЛ. XVII
относительную малость, и в этом случае представляет опреде-
ленный интерес в силу его «аномальности». «Нормальной» си-
туацией при достаточно быстром убывании U(г) является раз-
ложимость f(k) по целым степеням /с, причем все веществен-
ные члены разложения оказываются пропорциональными чет-
ным степеням к. Между тем, взяв интеграл A32.14) несколько
раз по частям (понижая при этом степень ? в знаменателе), мы
выделим из него часть, содержащую четные степени fc, после че-
го останется сходящийся при qro —>> 0 интеграл, пропорциональ-
ный степени &п~3, которая, вообще говоря, не является четной1).

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Рассеяние медленных частиц» з дисципліни «Теоретична фізика у 10 томах»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Індивідуальна вартість джерел капіталу
Посередницькі операції комерційних банків на фондовому ринку
САНАЦІЯ БАЛАНСУ НА ПРИКЛАДІ КОМПАНІЇ «НЕКЕРМАН» (ФРН)
ОЦІНКА ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ РЕСУРСІВ РОБОЧОЇ СИЛ...
Сутність та основні завдання фінансового контролінгу


Категорія: Теоретична фізика у 10 томах | Додав: koljan (26.11.2013)
Переглядів: 551 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Замовити дипломну курсову реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП