
【化】 scattering of particles
particle
【計】 corpuscle
【化】 particle
【醫】 particle
scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering
在核物理學與量子力學領域,粒子散射(Particle Scattering) 指微觀粒子(如電子、質子、α粒子等)在穿過物質時,因與靶原子核或電子發生相互作用而導緻運動方向偏轉的現象。其本質是粒子在電磁力或核力作用下的動力學過程,可分為彈性散射(動能守恒)和非彈性散射(能量部分轉化)兩類。
入射粒子流與靶物質相互作用後,部分粒子偏離原運動方向的空間分布變化現象。該過程遵循動量守恒與能量守恒定律,散射角分布取決于相互作用勢場類型(如庫侖勢或短程核力)。
盧瑟福散射(Rutherford Scattering)
帶電粒子(如α粒子)受原子核庫侖斥力作用發生的彈性散射,散射截面與粒子電荷平方成正比,與入射能量平方成反比。經典實驗證實了原子核式結構模型。
公式表征:
$$ frac{dsigma}{dOmega} = left( frac{Z_1 Z_2 e}{4E} right) frac{1}{sin(theta/2)} $$
其中 ( Z_1, Z_2 ) 為粒子與靶核電荷數,( E ) 為入射能量,( theta ) 為散射角。
康普頓散射(Compton Scattering)
光子與自由電子發生的非彈性散射,導緻光子波長變長(能量降低),直接驗證光量子理論。波長偏移量由康普頓公式描述:
$$ Deltalambda = frac{h}{m_e c} (1 - costheta) $$
(注:因搜索結果未提供直接鍊接,參考文獻僅标注公開出版物與經典論文,符合學術引用規範。)
粒子散射是物理學中的重要現象,指粒子在傳播過程中因與介質中的微小障礙體(如原子、分子或其他粒子)發生相互作用,導緻其運動方向、能量或動量發生改變的現象。以下是詳細解釋:
粒子散射指粒子(如電子、質子等)在穿過介質時,因受到散射中心(如原子核、電場等)的作用而偏離原有運動軌迹。這種相互作用可能由電磁力、核力等引起,導緻粒子路徑和能量變化。例如,α粒子在穿過金箔時因原子核的庫侖力作用發生偏轉,即盧瑟福散射實驗的經典案例。
散射現象的描述常用微分截面公式: $$ frac{dsigma}{dOmega} = left| f(theta) right| $$ 其中,$sigma$為散射截面,$Omega$為立體角,$f(theta)$為散射振幅,與散射角$theta$相關。
如需進一步了解具體實驗或公式推導,可參考物理學教材或專業文獻(綜合來源:)。
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