Неупругое рассеяние, Фотонов рассеяние, Электронов рассеяние

При упругом рассеянии на ядрах фотоны только меняют направление своего движения. Их энергия меняется только в той мере, в какой это обусловлено законом сохранения энергии. При неупругом рассеянии энергия фотона передается ядру. Поглотив избыточную энергию, ядро, как правило, излучает ее в виде вторичного фотона, направление движения которого скорее всего не совпадает с направлением движения первичного фотона. Если исключить ту небольшую долю актов неупругого рассеяния, которые сопровождаются излучением электронов с атомных оболочек, можно сказать, что рассеяние фотонного пучка на ядрах приводит к ослаблению его интенсивности при незначительном выделении энергии в веществе. [c.337]

Электроны во внешних оболочках атомов, молекул, кристаллических структур или электроны в плазме могут осуществлять неупругое рассеяние электромагнитного излучения на молекулярных колебаниях, на оптических и акустических колебаниях кристаллов или на других возбужденных состояниях твердых тел и плазменных систем. Если коэффициент усиления принимает достаточно большие значения, то всегда присутствующие оптические потери могут быть скомпенсированы, и тогда становится возможным переход от спонтанного к вынужденному рассеянию при этом свойства рассеянного излучения качественно изменяются (ср. ч. I, разд. 4.21). Вынужденное комбинационное рассеяние может быть обнаружено на большом числе частиц, квазичастиц и возбужденных состояний и влечет за собой большое многообразие явлений [3.1-10,3.1-11]. В дальнейших рассуждениях данного раздела будет рассмотрен эффект комбинационного рассеяния на колебаниях молекул, комбинационное рассеяние на длинноволновых оптических фотонах н на фонон-поляритонах, а также комбинационное рассеяние, связанное с процессами переворачивания спинов электронов в полупроводниках. [c.350]

Особый случай неупругого рассеяния имеет место, когда энергия фотона достаточна, чтобы вырвать электроны из связанных состояний вообще, т. е. атом ионизируется и выделяется свободный электрон. Этот случай рассматривается в 4.18. По мере дальнейшего увеличения энергии фотона можно полностью пренебречь энергией связи и получить как раз случай (комптоновского) рассеяния фотона на электроне. Так как, особенно в тяжелых атомах, энергии связи электронов образуют целую область, то эти переходы будут происходить в различные стадии для разных электронов. Однако в углероде и бериллии переход к комптоновскому пределу заканчивается при энергии фотона 100 кэв. Следующие три параграфа (4.17—4.19) посвящены фотон-атомным взаимодействиям трех типов [c.142]

По совр, представлениям, партоны есть не что иное, как кварки и глюоны. В применении к Э. в. адронов кварковая модель даёт хорошо согласующиеся с экспериментом предсказания не только для магн. моментов частиц, но и для вероятностей радиац. распадов адронов, для сечений упругого и глубоко неупругого рассеяния электронов. При Э. в. фотон взаимодействует с входящими в состав адронов кварками. При этом в жёстких процессах получившие в результате взаимодействия большую энергию кварки и испускаемые ими глюоны образуют струи адронные. [c.542]

С ростом энергии, во-первых, растет вероятность испускания рентгеновского фотона (для энергий до 2 кэВ доля Оже-электронов больше 90 %) во-вторых, ухудшается разрешение по глубине. Поэтому обычно энергия падающих электронов находится в интервале 0,1—3 кэВ. Получение таких пучков — задача несложная. Сравнительно просты и хорошо известны устройства для энергетического анализа электронов. Для этого используется стандартная аппаратура ДМЭ. Сложность — в том, что приходится измерять малое число Оже-электронов на большом фоне неупруго рассеянных первичных электронов. На кривой зависимости интенсивности эмитируемых электронов от их энергии N ( ) Оже-пики очень слабы и малозаметны. [c.119]

Полное рассеяние на электроне дается выражением (4.1) оно равно одной электронной единице. Следовательно, имеет место также неупругое, или комптоновское, рассеяние оно соответствует случаю, когда рентгеновский фотон соударяется с электроном, теряя при этом энергию и изменяя импульс, которые рассчитываются обычным путем. Тогда интенсивность неупругого рассеяния будет равна [c.84]

Далее, в случае рентгеновских лучей на процессы поглощения затрачивается большая часть энергии падающих фотонов, так что они перестают вносить вклад в измеренные интенсивности. Иначе обстоит дело для электронов. Энергетические потери падающих электронов зачастую настолько малы, что их нельзя обнаружить без помощи специальных устройств, поэтому на практике во многих случаях не удается отличить упругое рассеяние от неупругого. Более того, если рассматривается лишь один вид упругого рассеяния, например только правильное брэгговское рассеяние, то другие типы упругого рассеяния так же, как и неупругое рассеяние при измерениях, можно не учитывать они будут давать свой вклад в эффективный коэффициент поглощения . [c.93]

Рассмотрим теперь процессы поглощения и испускания фотонов, в которых либо в начальном, либо в конечном состояниях, но не в обоих, участвует свободный электрон. Так как энергия свободного электрона не квантуется, то энергия фотона может принимать любое значение. Этот континуум значений энергии имеет нижний предел, или порог, соответствующий энергии связи электронного состояния. Соответствующее неупругое рассеяние было рассмотрено в разд. 4.16.2. Поглощение в этом случае часто называется фотоэлектрическим эффектом. [c.147]

Рентгеновский луч также может быть поглощен в кристалле посредством неупругих процессов, связанных с фотоионизацией электронов атомов и с комптоновским рассеянием. При фотоэффекте квант рентгеновского излучения поглощается и электрон покидает атом. Эффект Комптона заключается в рассеянии электроном кванта рентгеновского излучения (рентгеновского фотона) фотон теряет энергию и электрон покидает атом. Глубина проникновения рентгеновского пучка (см. [14]) зависит от природы твердого тела и от энергии рентгеновского фотона, но, как правило, составляет примерно 1 см. Дифрагированный пучок при отражении Брэгга обычно будет образовываться на значительно меньшем расстоянии, возможно, на расстоянии от 10 до 10 см в идеальном кристалле. [c.103]

Упругое и неупругое рассеяние нейтронов. В гл. 5 мы обсуждали вопрос об определении формы фононного спектра по данным неупругого рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов. Картина рассеяния рентгеновских фотонов определяется пространственным распределением электронного заряда, т. е. лишь плотностью заряда, независимо от наличия или отсутствия намагниченности. Нейтроны же, распространяясь в кристалле, обнаруживают два аспекта своих свойств и волновой, и магнитный, поскольку обладают собственным магнитным моментом [c.560]

В отличие от поглощения, при рассеянии Р. и. фотоны изменяют направление движения и могут потерять лишь часть своей энергии. При когерентном (упругом) рассеянии Р. и. энергия фотонов не изменяется, ио после рассеяния они движутся в др. направлении (рэлеев-ское рассеяние). Некогерентное (неупругое) рассеяние с уменьшением энергии фотонов Р. и. может быть двух типов корпускулярное (см. Комптона эффект) и комбинационное. При корпускулярном рассеянии происходит обмен импульсами между электроном атома и фотоном, в результате чего энергия фотона уменьшается на величину, зависящую от угла рассеяния, а из атома вылетает электрон отдачи. При комбинац. рассеянии за счёт части энергии фотона атом испускает электрон. Потеря энергии фотона в этом процессе от угла рассеяния не зависит. Обычно вероятность комбинац. рассеяния значительно меньше вероятности корпускулярного рассеяния однако если комбинац. рассеяние происходит на одном из электронов -оболочки, а энергия фотона совпадает с энергией электронов АГ-оболочки (с точностью до ширины -уровня), то наблюдается резонансное комбинационное рассеяние Р, и,, вероятность к-рого повышается на нёск. порядков величины и значительно превосходит вероятность корпускулярного рассеяния. В области малых Av и Z преойпадает когерентное рассеяние, при больших Av и Z — некогерентное рассеяние. В результате интерференции когерентно рассеянного [c.375]

Рассматриваемый процесс противоположен предельному случаю комбинационного неупругого рассеяния фотона (см. 4.16.2). С другой стороны, данный процесс может пониматься как компто-новское рассеяние в поле иона, при котором после столкновения электрон остается со столь малой энергией, что не способен покинуть поле иона. Захваты в высокие и-состояния преобладают, потому что при этом доступен большой объем и требуются меньшие энергии обмена. Эффективное сечение может быть оценено из комптоновского эффективного сечения для энергии электрона, меньшей АЕ [см. соотношение (4.88)], и вероятности, что соударение имеет место на таком расстоянии от иона, что эта потеря энергии происходит в результате захвата. Для захвата медленных электронов на п-й водородный уровень [c.164]

Напр., глубоко неупругий процесс р ссапшш электрона па протоне выглядит в модели П. след, образом. Электрон с 4-импульсом I упруго рассеивается на П. с 4-им-пульсом хр и приобретает 4-импульс I (рис. 1 у — виртуальный фотон). Далее рассеянный П. и пассивный остаток протона превращаются в две адронные струи, одна из к-рых летит в направлении виртуального фотона, а другая — в направлении первичного протона. Т. к. соударение упругое, то массы начального и конечного П. равны, т. е. д - - хр) = х р , где q Г I — переданный партону 4-импульс. Отсюда следует, что рассеивающийся электрон взаимодействует только с П., несущим долю х импульса, равную X = Q /2 pg), где Если fa/p x) — число таких [c.548]

С помощью Э. в. осуществляется взаимодействие положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов в атомах и молекулах. Тем самым Э. в. определяет (на основе законов квантовой механики) возможность устойчивого состояния таких микроскопич. систем. Размеры и существ, образом определяются величиной электрич. заряда электрона (так, Бора радиус равен где —масса электрона). Эл.-магн. природу имеют фотоэффект, явления ионизации и возбуждения атомов среды быстро движущимися заряж. частицами, процессы расщепления ядер фотонами, реакции фоторождеиия мезонов, радиационные (с испусканием фотонов) распады элементарных частиц и возбуждённых состояний ядер, упругое и неупругое рассеяние электронов и мюонов на ядерных мишенях и т. п. [c.540]

Образование вторичных электронов за счет фотоэффекта. Энергия Y-кван-та передается электрону К- или оболочки. При этом эти электроны превращаются в Р-частицы. то72= = — —работа выхода. Эффект Комптона. За счет неупругого столкновения Y-квант отдает часть своей энергии электрону mv>/2= =B Y —рассеянный фотон [c.209]

Сравнительно просто решается также вопрос о когерентности комбинационного рассеяния света. Действительно, в элементарном акте рассеяния принимает участие, кроме молекулы, еще два фотона, один из которых (первичный) поглощается, а другой излучается. Происходит так называемое неупругое рассеяние на различных центрах. Фаза рассеянного света (фотона) в какой-то мере определяется электронно-колебательным состоянием молекулы, которое у разных молекул быпает различным. Поэтому комбинационное рассеяние некогерентно и интенсивность [c.753]

Первое, на что надо обратить внимание, это на тесную взаимосвязь та ких феноменологически различных процессов, как образование фотоэлек тронов при надпороговой ионизации, отклонения от каскадной ионизации атомарных ионов в туннельном режиме (разд. 9.3) и генерация высоких оптических гармоник (гл. XI). Эта взаимосвязь обусловлена тем, что в основе всех этих процессов лежит эффект перерассеяния электрона, вырванного из атома, на атомном (ионном) остове. Результатом процесса перерассеяния может быть упругое или неупругое рассеяние электрона (при надпороговой ионизации) или рекомбинация электрона в исходное атомное состояние с испусканием спонтанного фотона большой частоты (генерация высоких гармоник). [c.195]

В случае постоянного электрического поля выполнение условия (10.5) означает, что электрон за атомное время покидает атом. В случае низкочастотного внешнего поля судьба надбарьерного электрона аналогична судьбе туннельного электрона, рассмотренной выше, в разделе 9.3. Именно, прн линейной поляризации поля надбарьерный электрон (в определенном диапазоне фаз поля в момент выхода из-под барьера) может возвратиться к атомному остову. Прн столкновении с ним может произойти упругое или неупругое рассеяние электрона (последнее сопровождается возбуждением или ионизацией других электронов), либо переход электрона в дискретный спектр атома с испусканием высокоэнергетиче ского спонтанного фотона (впрочем, последнее имеет весьма малую вероятность). [c.260]

Для оптически разрешенных переходов (см. 4.17) эффективное сечение может быть выражено через дипольные матричные элементы, связанные с двумя состояниями [см. формулу (4.99)]. Таким образом, неупругое рассеяние рассматривается как поглощение (или вынужденное испускание) фотона, испущенного при свободно-свободном переходе падающего электрона в поле атома. Следуя Ситону ([35], стр. 414), найдем [c.161]

Комбинационное рассеяние можно рассматривать как неупругое взаимодействие фотона йсо с молекулой, находящейся на начальном энергетическом уровне (рис. 6.3). В результате взаимодействия появляется фотон йозр с меньшей (или большей) энергией, а молекула оказывается соответственно на более высоком (или низком) энергетическом уровне /. Разность энергий / — / может быть энергией электронного, колебательного или вращательного возбуждения молекулы. В схеме, приведенной на рис. 6.3, промежуточное состояние системы = + в процессе рассеяния рассматривают как виртуальный уровень. Если виртуальный уровень совпадает с одним из энергетических уровней молекулы, то такая ситуация характеризуется как резонансное комбинационное рассеяние . [c.155]

В рентгеновском диапазоне неупругое рассеяние света обнаружил еще в 1923 г. Комптон. В 1934 г. Гейтлер и Нордхейм [25] вычислили вероятность двойного эффекта Комптона, при котором фотон накачки при взаимодействии со свободным электроном превращается в два фотона. Этот процесс аналогичен трехфотонному релеевскому или — при учете отдачи электрона — комбинационному рассеянию и отличается от ПР некогерентностью вкладов отдельных рассеивающих частиц. Когерентное ПР в рентгеновском диапазоне было обнаружено лишь в 1971 г. Айзенбергером и Мак-колом [26]. [c.38]

В неупругих процессах (реакциях) происходит столкновение двух частиц, сопровождающееся превращением их в частицы другого сорта. Соответствующий пример дает аннигиляция электрон-позитронной пары в два фотона (VI.5.3.2 ).. Изучение неупругого рассеяния быстрых электронов на нуклонах, начатое в конце 60-х гг., позволило установить, что протон и нейтрон состоят из огромного количества точечных объектов — партонов (от английского part — часть ). [c.513]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...