散乱断面積は 〔バレーボール・原子核・衝突〕
たとえば陽子を原子核に向かって衝突させようとしたとき、入射陽子の方向から見たときの標的原子核の断面積のうち、どれだけが実際上陽子の散乱その他に寄与しているかを表すのが散乱断面積である。
標的であるバレーボールにパチンコ玉をぶつけるといった巨視的物体同士の関係ならば、バレーボールの断面内にパチンコ玉が向かって直進すれば衝突することとなろう。
このように古典的な場合であっても、走る馬上から弓矢で標的をねらうときのように自分の速さによっても当たりやすさが異なることは想像できよう。
ここでは原子・原子核・素粒子など量子力学が支配する微視的な世界での衝突をとりあげる。
そこでは粒子は同時に波動の性質も備えているので、衝突現象もやや複雑になる。
また、粒子間に働く力の種類によっても事情が異なってくる。
衝突の前後で入射粒子も標的粒子もその種類を変えない場合、これを散乱という。
散乱には、運動エネルギーが変わらない弾性散乱と、粒子の内部励起によって運動エネルギーの一部を失う非弾性散乱とがある。
これらの散乱に寄与する面積がそれぞれ弾性散乱断面積、非弾性散乱断面積であり、両者の和を全散乱断面積という。
他方、衝突によって粒子の一部が標的に移ったり壊れたりした場合、それぞれ粒子の種類が前後で変化することになるが、これらを総称して反応という。
反応を引き起こす衝突のしやすさを反応断面積で表す。
実際には、標的粒子の断面のある部分に衝突したとき、弾性散乱、非弾性散乱、反応がともにある確率でおこる。
この場合それぞれの確率までも含めておのおのの断面積は定義されている。
標的であるバレーボールにパチンコ玉をぶつけるといった巨視的物体同士の関係ならば、バレーボールの断面内にパチンコ玉が向かって直進すれば衝突することとなろう。
このように古典的な場合であっても、走る馬上から弓矢で標的をねらうときのように自分の速さによっても当たりやすさが異なることは想像できよう。
ここでは原子・原子核・素粒子など量子力学が支配する微視的な世界での衝突をとりあげる。
そこでは粒子は同時に波動の性質も備えているので、衝突現象もやや複雑になる。
また、粒子間に働く力の種類によっても事情が異なってくる。
衝突の前後で入射粒子も標的粒子もその種類を変えない場合、これを散乱という。
散乱には、運動エネルギーが変わらない弾性散乱と、粒子の内部励起によって運動エネルギーの一部を失う非弾性散乱とがある。
これらの散乱に寄与する面積がそれぞれ弾性散乱断面積、非弾性散乱断面積であり、両者の和を全散乱断面積という。
他方、衝突によって粒子の一部が標的に移ったり壊れたりした場合、それぞれ粒子の種類が前後で変化することになるが、これらを総称して反応という。
反応を引き起こす衝突のしやすさを反応断面積で表す。
実際には、標的粒子の断面のある部分に衝突したとき、弾性散乱、非弾性散乱、反応がともにある確率でおこる。
この場合それぞれの確率までも含めておのおのの断面積は定義されている。
update:2010年02月20日