
【化】 potential scattering
circumstances; force; influence; potential; power; puissance; sign; situation
【醫】 force
scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering
在量子力學中,"勢散射"(Potential Scattering)指粒子在運動過程中遇到勢場(如庫侖勢、方勢阱等)時,其運動方向發生偏轉的現象。以下是詳細解釋:
中文:勢散射
英文:Potential Scattering
定義:粒子流(如電子、質子)與勢場相互作用後,部分粒子偏離原運動軌迹的過程。其本質是粒子波函數在勢場影響下發生相位變化,導緻傳播方向改變 。
關鍵機制:
粒子波函數滿足薛定谔方程:
$$ -frac{hbar}{2m} ablapsi + V(mathbf{r})psi = Epsi $$
其中 (V(mathbf{r})) 為勢場函數。散射強度由微分截面(differential cross-section)量化,反映粒子偏轉角度分布 。
入射波與散射波
粒子入射時表現為平面波 (e^{ikz}),經勢場作用後形成球面散射波 (f(theta)frac{e^{ikr}}{r}),其中 (f(theta)) 為散射振幅 。
總波函數漸近形式:
$$ psi sim e^{ikz} + f(theta)frac{e^{ikr}}{r} $$
分波分析法
将散射波按角動量分解為不同分波(如s波、p波),通過求解徑向方程獲得相移(phase shift),進而計算截面 。
庫侖勢散射(Rutherford散射):
描述α粒子受原子核電場偏轉,微分截面公式:
$$ frac{dsigma}{dOmega} = left( frac{q_1 q_2}{16piepsilon_0 E} right) cscleft(frac{theta}{2}right) $$
該模型驗證了原子核結構 。
方勢阱散射:
用于研究中子-核散射,截面大小取決于勢阱深度與寬度。
權威參考來源:
勢散射是物理學中描述粒子或波在通過局部性勢場(如電勢、磁勢等)時,因相互作用導緻傳播方向改變的現象。以下是詳細解釋:
基本定義
當粒子(如電子、光子)或波(如光波、聲波)在傳播過程中遇到勢場(局部性位勢)時,其原本的直線軌迹會因勢場的作用發生偏轉,這一過程稱為勢散射。例如,量子力學中粒子遇到勢壘或勢阱時的散射行為即屬于此類。
核心機制
勢散射的核心是能量與方向的重新分布。勢場作為散射中心,與入射粒子發生相互作用,導緻粒子動能或傳播方向發生變化。這種散射可能由電磁場、晶體缺陷等不同類型的勢場引起。
應用領域
該現象在多個領域有重要應用,如:
與普通散射的區别
普通散射的誘因更廣泛(如粒子碰撞、粗糙表面),而勢散射特指由勢場作用引發的散射。
勢散射是特定勢場導緻粒子或波軌迹改變的過程,其理論在量子力學、光學等領域具有基礎性意義。如需進一步了解具體數學模型(如薛定谔方程中的勢散射解),可參考專業物理文獻。
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