Презентация на тему "Процесс многократного рассеяния"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Лекция 5 Упругое рассеяние частиц на ядрах Сопоставление рассеяние тяжелой частицы на электроне и на ядре Процесс многократного рассеяния в слое вещества Оценка среднего значения квадрата угла рассеяния Среднеквадратичный угол многократного рассеяния Движение заряженных частиц в магнитном поле Влияние многократного рассеяния «Процесс многократного рассеяния»

• 
  Слайд 2
  

  Упругое рассеяние частиц на ядрах Z1 + Z2Z1 + Z2 Отдельное столкновение частицы Z1с тяжелым ядром Z2 вызывает небольшое рассеяние (угол θ). На толщине хпостепенно накапливаетсязаметное отклонение от первоначального направления движения за счет повторных процессов рассеяния (многократное рассеяние). Сопоставим упругое взаимодействие тяжелой частицы Z1 на электроне (me) и на ядре (Z2, M2). Определим, какая из частиц получит большую энергию от частицы Z1: электрон (ΔΤе) или ядро (ΔΤ2). Где потеря энергии больше ? Прохождение заряженной частицы Z1 через вещество сопровождается электромагнитным взаимодействием не только с электронами среды, но также происходит упругое рассеяние на ядрах ядро вещества мишени

• 
  Слайд 3
  

  Упругое рассеяние тяжелой частицы на электроне и на ядре Сопоставим упругое взаимодействие тяжелой частицы Z1 на электроне (me) и на ядре (Z2, M2). Определим, какая из частиц получит большую энергию от частицы Z1: электрон (ΔΤе) или ядро (ΔΤ2). частица Z1 пролетает мимо электрона и ядра с одинаковым прицельным параметром ρ и с одинаковой скоростью V1

• 
  Слайд 4
  

  Упругого рассеяния тяжелой частицы на электроне и на ядре

• 
  Слайд 5
  

  Процесс многократного рассеяния в слое вещества Частица, проходя толстый слой, не должна заметно терять энергию: T1(x =0) ≈ T1(x). Импульс частицы р1 при этом остается практически постоянным по глубине. Это ограничивает верхнее значение толщины вещества и применимость используемых приближений. Суммарный угол θ =Σθi, где θi– рассеяние в i-ом взаимодействии, не может служить мерой рассеяния. Его величина, с учетом знака углов отклонений θi, равна нулю. Принято оценивать квадратичный угол: = Σ θi2 Для учета взаимодействия частицы Z1 с отдельным ядром i можно использовать формулу Резерфорда Условия расчета:

• 
  Слайд 6
  

  Оценка среднего значения квадрата угла рассеяния Для отдельного столкновения с ядром Расчет в приближении малых углов - в расчетах взято . Значения предельных углов связаны с размерами ядра (Rяд) и атома (Rат) и зависят от материала вещества-мишени

• 
  Слайд 7
  

  Среднеквадратичный угол многократного рассеяния Суммарный среднеквадратичный угол многократного рассеяния получается как сумма значений по полному числу отдельных i независимых столкновений m на толщине х. m = σ·n·x σ(см2) – полное резерфордовское сечение рассеяния n(1/cм3) – концентрация ядер мишени Х (см) – толщина мишени Получается функциональная зависимость вида: Заряженная частица (Z1), движущаяся с импульсом р1 (скорость v1) через вещество толщиной х, приобретаетсреднеквадратичный угол Точные расчеты дают подобную зависимость: L- длина взаимодействия

• 
  Слайд 8
  

  Движение заряженных частиц в магнитном поле Заряженная частица q с импульсом р1, попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно вектору Н. Частица будет двигаться равномерно по окружности с радиусом R. На эту частицу действует сила Лоренца (запись в системе единиц CGSE) и центростремительная сила Их равенство позволяет вычислить величину радиуса вращения в магнитном поле Эта запись справедлива и для релятивистского случая Получаем:

• 
  Слайд 9
  

  Влияние многократного рассеяния Пусть, например заряженная частица попадает в магнитный спектрометр (заполненный веществом) и проходит расстояние d перпендикулярно направлению поля Н по дуге окружности. При этом она поворачивается на угол На толщине спектрометра d отношение угла многократного рассеяния к углу поворота в магнитном поле запишется в виде Скорость частицывыражается через импульс При определенных сочетаниях параметров частицы, поля и характеристик среды искажающее влияние многократного рассеяния может быть минимизировано.