Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вихман Э. -> "Квантовая физика" -> 173

Квантовая физика - Вихман Э.

Вихман Э. Квантовая физика — М.: Наука, 1972. — 396 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizika1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 167 168 169 170 171 172 < 173 > 174 175 176 177 178 179 .. 194 >> Следующая


Р{п) = 1—exp (— nat), Т(п) = ехр(—not). (4е)

Мы видим, что интенсивность прошедшего пучка экспоненциально падает с толщиной мишени. Для определения полного эффективного сечения следует выполнить простой опыт по ослаблению пучка. Он заключается в измерении (с помощью различных счетчиков частиц) относительного уменьшения интенсивности проходящего пучка для фолы различной толщины. По этим данным с помощью формул (4е) можно вычислить эффективное сечение.

5. Аналогичным путем можно определить эффективные сечения для различных других процессов. Допустим, например, что при взаимодействии частиц А и В образуются частицы С и D в реакции

• •
•• е • •
• • ' •
• • •• • •
>
• • •
• • с • • •
•в • • •
__m_ •
344

(5а)
Эффективное сечение такого процесса равно

в AB-+CD—°tP AB-+CD,

(5Ь)

где Pab-*cd — вероятность того, что исчезновение частицы из пучка сопровождается реакцией (5а). Предположим, что реакция (5а) есть единственно возможный неупругий процесс. Частица может выбыть из пучка еще вследствие упругого рассеяния, в котором

Рис. 5А. График зависимости эффективного сечения взаимодействия антипротонов с протонами от энергии. Часть экспериментальных точек этого графика измерена в оггыте, сх ема которого показана на рнс. 2А. Для сравнения на том же графике сплошной линией показано полное эффективное сечение для р — р-взаимодействия. Заметьте, что полное эффективное сечение р — р-взаимодействия примерно в два раза больше полного сечения р — р-взанмо-действия (Armenteros /?. et al. Antiproton — Proton Cross Sections at 1,0, 1,25 and 2.0 GeV.-* Phys. Rev., 1960, v. 119, p. 2068)

частицы А и В сохраняют свою индивидуальность после столкновения. Определим эффективное сечение упругого процесса равенством

°e = atPe> (5с>

где Ре — вероятность того, что столкновение упругое. Три рассмотренных сечения связаны равенством

= <?<, +л b->-cd> (5d)

вытекающим из условия Ре+Рлв-*со = 1.

6. В ядерной физике и в физике элементарных частиц эффективные сечения измеряются в барнах и миллибарнах, причем

1 барн = 10-24 см2, 1 миллибарн = 10~3 барн. (6а)

На рис. 6А показана зависимость полного эффективного сечения кадмия для нейтронов от их энергии, а на рис. 6В — аналогичная зависимость для серебра. Заметим, что эти данные получены для химических элементов и представляют собой поэтому эффективные сечения, усредненные по естественному распределению изотопов.

346
Достаточно взглянуть на эти кривые, чтобы убедиться, что полное эффективное сечение имеет мало общего с «геометрическими» свойствами ядер. Заметьте, что кривые демонстрируют необычайно резкую зависимость эффективного сечения от энергии. У кадмия эффективное сечение падает от максимального значения 7200 барн при энергии нейтронов 0,176 эВ до 20 барн при энергии 1 эВ. Эффективное сечение серебра столь же сильно зависит от энергии, проходя через резкий резонансный максимум при 0,52 эВ.

Знергия нейтрона, эв

Рис. 6А. Кривая зависимости полного эффективного сечения взаимодействия нейтронов с ядрами кадмия от энергии нейтронов. Кривая получена для естественной смеси изотопов кадмия и дает поэтому среднее значение эффективного сечения. С точки зрения теории, предпочитающей иметь дело с эффективными сечениями для определенных изотопов, такая кривая имеет ограниченный интерес. Она важна, однако, для инженеров. Вследствие большого эффективного сечения для нейтронов малой энергии кадмий обычно используют для регулировки уровня мощности ядерных реакторов (Goldsmith И. И., Ibser И. W., Feld В. Т. Neutron Cross Sections of the Elements.— Rev. Mod. Phys., 1947, v. 19, p. 259)

Обратим внимание на величину эффективного сечения. Ядра кадмия и серебра имеют близкие размеры. Действительно, из формулы

г « Л:1/3» 1,2*10-13см, (6Ь)

определяющей радиус ядра в зависимости от массового числа Л, следует, что радиус этих ядер близок к 5,8 ферми (/1~110). Соответствующее геометрическое сечение яг2 равно 1 барн. Это в 7000 раз меньше максимального эффективного сечения на рис. 6А.

Рассмотрим теперь рис. 24А и 24В этой главы. На рис. 24В показан ход эффективного сечения упругого рассеяния положительных и отрицательных пионов на протонах, а на рис. 24А —эффективное сечение реакции 27Al+/?-*-28Si+Y. Обратите

346
внимание на большое число очень острых резонансов в последней случае.

7. Измерения эффективных сечений при различных энергиях дают нам важную информацию о взаимодействиях между сталкн-

0,01

0,1

1,0

10

Энергия нейтрона, эВ
Предыдущая << 1 .. 167 168 169 170 171 172 < 173 > 174 175 176 177 178 179 .. 194 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed