ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1597
Скачиваний: 1
Сечение
Сечение
реакции
реакции
Сечение
реакции
—
величина
,
определяющая
вероятность
перехода
системы
взаимодействующих
частиц
в
определенное
конечное
состояние
.
Дифференциальное
эффективное
сечение
( , )
d
d
σ θ ϕ
Ω
—
сечение
рассеяния
под
определенными
углами
θ
,
ϕ
.
В
случае
резерфордовского
рассеяния
дифферен
-
циальное
сечение
имеет
вид
2
2
1 2
4
( )
1
4
sin
2
Z Z e
d
d
E
σ θ
θ
⎛
⎞
=
×
⎜
⎟
Ω
⎛
⎞
⎝
⎠
⎜
⎟
⎝
⎠
Полное
эффективное
сечение
σ
—
дифференциальное
сечение
( , )
d
d
σ θ ϕ
Ω
,
проинтегрированное
по
всем
углам
.
( , )
sin
d
d d
d
σ θ ϕ
σ
θ θ ϕ
=
Ω
∫
Единица
измерения
полного
сечение
σ
—
барн
.
1
барн
= 10
–24
см
Для
более
полного
описания
процесса
используют
дважды
дифференциальное
сечение
2
( , , )
d
E
d dE
σ θ ϕ
Ω
.
В
этом
случае
регистрируется
энергия
частицы
,
вылетевшей
под
определенным
углом
.
Сечение
Сечение
реакции
реакции
σ
σ
и
и
число
число
событий
событий
N
N
Сечение
реакции
характеризует
вероятность
процесса
.
В
эксперименте
обычно
измеряется
число
частиц
определенного
типа
( , )
dN
d
θ ϕ
Ω
,
вылетевших
из
мишени
в
единицу
времени
под
углами
θ
,
ϕ
в
элемент
телесного
угла
d
Ω
.
( , )
( , )
dN
d
j s n l
d
d
θ ϕ
σ θ ϕ
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Ω
Ω
N
j n l s
σ
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
•
N
–
число
событий
в
секунду
.
•
j
–
поток
частиц
а
через
1
см
2
поверхности
мишени
.
•
n
–
число
частиц
b
в
1
см
3
мишени
.
•
s
–
площадь
мишени
в
см
2
•
σ
–
сечение
реакции
N j n l s
σ
2
2
2
3
число частиц
число частиц
события
=
см см см
сек
сек
×
см
см
а
b
Пример
α
-
частица с кинетической энергией
T = 5
МэВ
налетает на неподвижное ядро
197
79
Au.
Определить дифференциальное сечение
рассеяния
α
-
частицы
на углы
Θ
= 10
°
, 90
°
, 175
°
.
(
)
(
)
2
2
10
0
6
12
4
4
2 79
4,8 10
(
10 )
4 5 10 1, 6 10
1
2.3 10
/
.
0.087
d
d
б ср
σ
−
−
⎛
⎞
×
×
⋅
Θ =
⎜
⎟
=
×
⎜
⎟
Ω
× ⋅
×
⋅
⎝
⎠
×
≈
⋅
0
(
90 )
5.4 / .
d
б ср
d
σ
Θ =
≈
Ω
0
(
175 )
1.2 / .
d
б ср
d
σ
Θ =
≈
Ω
⎛
⎞
⎜
⎟
⎝
⎠
2
2
1
2
4
d
σ
Z Z e
1
=
×
θ
d
Ω
4E
(sin )
2
Э
.
Резерфорд
(1871-1937)
1911 -
Атомное ядро
1919 -
Протон
197
197
79
79
Au
Au
α
α
+
→ +
14
17
7
8
N
p
O
α
+
→ +
Открытие
Открытие
протона
протона
1919 -
Протон
В
1919
г
.,
продолжая эксперименты по рассеянию
α
-
частиц на различных мишенях
,
Э
.
Резерфорд
обнаружил
,
что при бомбардировке ядер азота
14
N
α
-
частицами из него вылетают положительно
заряженные частицы
.
Величина заряда этих частиц
по абсолютной величине была равна величине
заряда электрона
,
но противоположна по знаку
.
Масса частицы была почти в
2000
раз больше
массы электрона
.
Повторение опыта на других
мишенях показало
,
что положительно заряженные
частицы вылетают и из других атомных ядер
.
Обнаруженная частица была названа
протоном
.
Ядерная
реакция
,
в
которой
впервые
были
обнаружены протоны
,
записывается в виде
:
Э
.
Резерфорду удалось осуществить то
,
что в
течение многих веков пытались сделать алхимики
—
превратить одно вещество в другое
.
Ядро азота
превращалось в ядро кислорода
.
Это была первая
ядерная реакция
,
осуществленная искусственно в
лабораторных условиях
.
Стало
ясно
,
что
протоны
являются
элементарными частицами
,
входящими в состав
атомного ядра
.
14
17
7
8
N
p
O
α
+
→ +
Открытие
Открытие
протона
протона