Неупругое и упругое столкновения

Неупругое и упругое столкновения. При абсолютно неупругом ударе все сталкивающиеся частицы [c.429]

НЕУПРУГОЕ И УПРУГОЕ СТОЛКНОВЕНИЯ 431 [c.431]

Кроме того, необходимо оценить, не будет ли получаться разрыв оболочки из-за давления нейтронного газа . Давление — неупругие и упругие столкновения нейтронов с ядрами вещества отражателя [c.422]

Перейдем к существу вопроса. Различают три типа столкновения частиц абсолютно неупругое, абсолютно упругое и промежуточный случай — неупругое. [c.115]

Постановка задачи в теории столкновений. Если параллельный пучок частиц, например электронов, падает на некоторую частицу, например атом, то в результате взаимодействия с этим атомом частицы пучка могут, во-первых, изменить направление своего движения и, во-вторых, претерпеть изменение энергии. Если столкновение произошло без изменения энергии сталкивающихся частиц, то говорят об упругом столкновении (рассеянии). Столкновение с изменением энергии сталкивающихся частиц называется неупругим. [c.234]

Действие ядерных излучений на вещество в общих чертах состоит из следующих процессов. Во-первых, налетающие частицы, сталкиваясь с электронами, выбивают их, производя в веществе ионизацию (иногда возбуждение) атомов. Во-вторых, налетающие частицы достаточно высоких энергий при неупругом ядерном столкновении с ядрами могут частично разрушать ядра, например, выбивая из них протоны и нейтроны, ведет к появлению в веществе новых изотопов, в том числе новых элементов. Эти новые изотопы часто оказываются радиоактивными. В результате в веществе возникает наведенная активность. В-третьих, при выбивании электронов во многих веществах, особенно органических, могут разрушаться или, наоборот, возникать различные химические связи, что приводит к изменению химической структуры вещества. В-четвертых, при упругих столкновениях налетающих частиц с ядрами атомы вещества выбиваются из своих положений в кристаллической решетке в другие узлы или в междоузлия. В результате в решетке образуются разного рода дефекты, влияющие на различные физические свойства кристаллов. [c.456]

При прохождении в веществе изменяется траектория движения электронов из-за упругих столкновений с атомами твердого тела, происходит их рассеяние и потеря энергии в результате торможения. Потери энергии электронами в основном связаны с неупругими столкновениями с атомами и свободными электронами, в результате которых [c.252]

Предположим теперь, что столкновения носят отчасти упругий, а отчасти неупругий характер, причем в последнем случае могут происходить различные изменения в атоме (перевод на определенный энергетический уровень, ионизация и т. д.). Пусть вероятность упругого столкновения равна Р , а вероятности неупругих столкновений соответственно равны Тогда [c.431]

Энергия, теряемая сторонними частицами, движущимися в среде, частично переходит в кинетическую энергию вторичных выбитых атомов в результате упругих столкновений и частично в энергию возбуждения электронов вещества (неупругие потери энергии). Именно приведенные в движение в результате упругих столкновений атомы образуют каскад и формируют первичное повреждение. В то же время столкновения сторонней частицы с электронами тормозят движение, теряемая частицей энергия рассеивается и не участвует в образовании радиационного повреждения. Поэтому для предсказания характера радиационного повреждения важно уметь как можно более точно определять упругие и неупругие потери энергии. В данном параграфе проведен теоретический анализ этих потерь без учета кристаллической структуры мишени. [c.40]

Атомные частицы, проходя через вещество, теряют энергию двумя способами. Во-первых, они могут возбуждать или вырывать атомные электроны во-вторых, они могут передавать энергию атому в целом при ядерных столкновениях. В связи с этим прохождение атомных частиц через вещество представляет сложную задачу многих тел. Однако ввиду большой массы ядра по сравнению с массой электрона можно с приемлемой степенью точности провести различие между ядерными столкновениями , при которых импульс и кинетическая энергия частицы переходят в поступательное движение атома как целого, и электронными столкновениями , при которых энергия передается атомным электронам и происходит возбуждение или ионизация атома. Ядерные столкновения относят к разряду упругих в отличие от неупругих столкновений при обмене энергией налетающей частицы с электронной подсистемой вещества. [c.198]

Электроны, обладающие энергией, могут проникать в обрабатываемый материал на некоторую глубину. При этом они испытывают упругие и неупругие столкновения с атомами и молекулами вещества, отдавая им свою энергию и меняя скорость и направление движения. Так как масса электрона гораздо меньше массы атома и молекулы, при каждом столкновении он отдает лишь малую часть своей энергии и число столкновений для полной передачи энергии велико. Толщина слоя обрабатываемого материала, пройдя который электрон теряет свою энергию, зависит от ускоряющего напряжения, плотности и может быть выражена зависимостью [c.246]

Оператор включает гамильтониан свободных молекул и ту часть гамильтониана взаимодействия, которая описывает упругие столкновения. Оператор Н описывает неупругие столкновения молекул [c.144]

Квантовые эффекты необходимо учитывать при неупругих столкновениях атомов и молекул (возбуждение внутренних степеней свободы молекул, возбуждение электронных уровней и т. п.). Потенциалы упругих взаимодействий молекул также могут быть вычислены лишь с помощью квантовой механики. Однако при известном потенциале взаимодействия упругие столкновения могут быть рассмотрены классически. [c.8]

Взаимодействие заряженных частиц со средой. 1. Основной причиной потерь энергии заряженной частицей при прохождении через вещество являются столкновения ее с атомами этого вещества. Ввиду того что масса ядра всегда велика по сравнению с массой электронов атома, можно достаточно четко провести различие между электронными столкновениями , при которых энергия падающей частицы передается одному из электронов атома, в результате чего происходит возбуждение или ионизация атома (неупругое столкновение), и ядерными столкновениями , при которых импульс и кинетическая энергия частицы частично переходят в поступательное движение атома как целого (упругое столкновение). Повторяясь, эти ядерные столкновения приводят к мно-кратному рассеянию частиц в веществе. [c.130]

СТОЛКНОВЕНИЕ НУКЛОНОВ [н у к л о н - н у-к л о и н ы е (NN-) столкновения] — взаимодействие нуклонов падающего пучка с нуклонами мишени, приводящее к изменению направления движения, спина (упругое столкновение) или к более сильному изменению системы — к образованию новых частиц (неупругое столкновение). Основную роль при С. н. играют процессы сильных взаимодействий. [c.84]

Упругие столкновения электронов с атомами не приводят к деформации атомной решетки, поэтому не происходит ионизации атома. Такие столкновения приводят к повышению кинетической энергии молекул и атомов и, как следствие, к повышению температуры. Такие упругие столкновения характерны для сварочной дуги, в которой электрон находится в поле малого напряжения и движется в атмосфере газов и паров при атмосферном давлении. Поэтому число упругих столкновений электронов с атомами велико, и это обусловливает высокую температуру дуги. Неупругие столкновения электронов с атомами приводят к сильному возбуждению атомов и к процессам ионизации. [c.18]

Электроны движутся в электрическом поле, испытывая упругие (до порога возбуждения) и неупругие (за порогом) столкновения. Предполагается, что [c.181]

Рассмотрим теперь процесс неупругого столкновения частиц типа ядерной реакции. Следует заметить, что полное и строгое рассмотрение таких процессов выходит за границы применимости классической механики. Однако при некоторых допущениях (о которых будет сказано ниже) законы сохранения энергии и импульса так же, как и в случае упругих столкновений, позволяют рассчитать скорости всех частиц, участвующих в ядерной реакции. [c.103]

Прежде чем перейти к изучению эф( )ектов химических связей, полезно провести различие между упругим и неупругим рассеянием. Принято считать, что рассеяние является неупругим, если любое из внутренних квантовых состояний рассеивающего ядра изменяется в результате столкновения с нейтроном, и упругим, если таких изменений нет. При рассмотрении [c.250]

При высоких энергиях основной вклад вносит электронное торможение (неупругие столкновения, приводящие к ионизации атомов) при низких энергиях (до нескольких сотен килоэлектронвольт), характерных для ионной имплантации, наряду с электронным торможением необходимо принимать во внимание и ядерное (упругие столкновения с атомами). [c.105]

При квант, переходах без излучения А. получает или отдаёт энергию при вз-ствиях с другими ч-цами, с к-рыми он сталкивается (напр., в газах) или длительно связан (в молекулах, жидкостях и ТВ. телах). В атомарных газах в промежутках между столкновениями можно считать А. свободным во время столкновения (удара) он может перейти на другой уровень энергии (неупругое столкновение, при упругом столкновении изменяется лишь кинетич. энергия А., а внутренняя остаётся неизменной). Столкновение свободного А. с быстро движущимся эл-ном — возбуждение А. электронным ударом — один из методов определения уровней энергии А. (см. Столкновения атомные). [c.39]

В газовом разряде электроны могут получать энергию, ускоряясь в электрическом поле, и от возбужденных молекул при ударах второго рода. Эта энергия расходуется при упругих и неупругих столкновениях с атомами и молекулами. В зависимости от соотношения между направленным действием электрического поля и хаотизи-рующими движение упругими взаимодействиями могут установиться различные распределения скоростей электронов от строго направленного до совершенно хаотического. Распределение скоростей электронов можно найти, решая кинетическое уравнение. Однако из-за математических трудностей, связанных с необходимостью учета неупругих и кулоновских столкновений, это решение удается получить строго лишь в ряде простых частных случаев. Стационарное распределение скоростей электронов Ve получено лишь для случая постоянного слабого электрического поля Е при малой концентрации электронов. При = 0 распределение электронов является максвелловским с температурой и средней тепло- [c.79]

Представленный выше расчет является довольно грубым, поскольку он основан на предположении о том, что электрон теряет при столкновении часть своей энергии, равную б. Хотя данное условие выполняется при упругих столкновениях с атомами (в этом случае b = 2mfM), для неупругих столкновений это неочевидно [электрон-электронные столкновения не играют никакой роли в уравнении энергетического баланса (3.36), поскольку они просто перераспределяют скорости электронов без изменения их средней энергии]. Следует заметить, что упругие столкновения в действительности происходят намного чаш,е, чем неупругие (сечение упругих столкновений обычно много больше сечения неупругих столкновений). Однако доля энергии, теряемая при упругих столкновениях, очень мала. В самом деле, если бы упругие столкновения были основным механизмом охлаждения электронов, то основная часть энергии разряда тратилась бы на нагрев атомов, а не на их возбуждение, и разряд не был бы столь эффективным для накачки лазера. Другая причина, почему наши вычисления нельзя считать адекватными, состоит в предположении о максвелловском характере распределения, что не выполняется на практике [14]. Тем не менее в лазерах на нейтральных атомах и в ионных газовых лазерах отклонение от максвелловского распределения невелико, и в этих случаях в расчетах нередко используют максвелловское распределение. Однако в молекулярных лазерах, генерируюш,их на колебательных переходах, газ ионизован очень слабо и средняя энергия электронов мала Е ж 1 эВ, поскольку необходимо возбудить только колебательные состояния) по сравнению с энергией (10—30 эВ), необходимой для лазеров на нейтральных атомах и ионных газовых лазеров. Соответственно следует ожидать. [c.145]

Выравнивание средней кинетической энергии электронов и атомов идет довольно сложным путем. При упругом столкновении электронов с атомами обмен кинетической энергией происходит в весьма слабой степени вследствие огромного различия в массах электронов и атомов. При неупругом столкновении кинетическая энергия передается атомам крупными порциями (возбуждение, ионизация), но воспринимается ими не как кинетическая энергия, а как внутренняя энергия атома, перешедшего в иное состояние. Однако возбужденный атом может не только испустить приобретенную им энергию в виде излучения возможны и столкновения возбужденного атома с невозбужденным, при которых энергия возбуждения распределяется между обоими атомами в виде кинетической энергии. Такие столкновения, получившие название столкновений вто рого рода, наблюдаются на опыте. Они-то и играют важную роль в явлениях электрического разряда при переходе кинетической энергии электронов в кинетическую энергию атомов. [c.743]

Из квантовой теории следует (гл. I, 3, п. 4), что ядро, как и атом (и вообш,е всякая пространственно ограниченная система), имеет не непрерывный, а дискретный энергетический спектр. Энергетические уровни ядер принято изображать так, как это сделано на рис. 2.2, где приведено несколько низших уровней ядра натрия. Каждой горизонтальной черте соответствует энергетический уровень, энергия которого, отсчитанная от энергии основного состояния, указана слева (в кэВ). Нижней черте соответствует основное состояние. Из этого рисунка, например, видно, что для того, чтобы перевести ядро натрия в возбужденное состояние, ему необходимо передать энергию не менее = 440 кэВ. И действительно, если бомбардировать натриевую мишень а-частицами, то при низких энергиях происходят только упругие столкновения а-частиц с ядрами, а при энергиях, превышающих 440 кэВ, появляются и неупругие столкновения, при которых вылетающие частицы имеют энергию на меньше начальной. [c.32]

Быстрые нейтроны, а-частицы, протоны, осколки деления и т. д. теряют энергию при прохождении через материалы сначала при неупругих столкновениях производят ионизацию, затем при упругих образуют смещения в решетке. Смещение атома в решетке происходит, если энергия, передаваемая при упругом столкновении, больше примерно 25 эв. Хотя большая часть энергии тяжелых заряженных частиц теряется при ионизации, остается достаточно энергии для смещений в решетке. Так как сечение столкновения для заряженных частиц относительна велико, смещения происходят близко одно к другому, нарушая решетку в относительно небольшом объеме. Обычно смещенные атомы в первый момент обладают энергией, достаточной для вторичных смещений, которые в свою очередь могут привести к смещениям третьего и более высоких порядков. Они образуют локализованные области нарушений в кристаллах, называемые пиками. С другой стороны, сечение соударения быстрых нейтронов (высоких энергий) мало и приводит к смещениям, рассеянным, вдоль нути нейтрона в кристаллической решетке. Как и для тяжелых заряженных частиц, в этом случае могут происходить смещения вторичных и более высоких порядков с образованием изолированных областей разу-порядочения. Радиус действия нейтронов много больше радиуса действия тяжелых заряженных частиц, и большая часть их энергии достаточна для образования смещений. [c.142]

Ферми = Р строго определённого смысла, т. к. 1ш8 я(р), обязанная неупругим столкновениям (электронов с фононами или друг с другом), для электронов на поверхности Ферми равна 0. Упругие столкновения со статич. дефектами приводят к перемещению электронов до поверхности Ферми. Если время жизни (т) электрона мало (много дефектов, высокая теип-ра), то строгое описание его движения с помощью закона дисперсии теряет смысл. При этом лишается смысла и т. и. гонкая структура поверхности Ферми (отклонение от сферичности), хотя подвижность электрона сохраняется — электроны проводимости остаются делокализованными (их длина пробега существенно превышает межатомное расстояние). Приближённое описание электронов в таких условиях возможно лишь с помощью модели Друде — Лоренца — Зоммерфельда. [c.116]

Многообразие свойств плазмы и происходящих в ней явлений определяется многообразием элементарных процессов, которые могут иметь место при столкновениях заряженных и нейтральных частиц между собой. Необходимо разделять два вида столкновений — упругие и неупругие. В первом случае суммарная энергия поступательного движения частиц не изменяется, а происходит лишь ее перераспределение. Во втором случае столкновение сопровождается изменением внутренней энергии частиц. Характер перераспределения энергии при упругих столкновениях существенным образом зависит от соотно-щения масс частиц. Известно, что при упругих столкновениях двух частиц с приблизительно одинаковыми массами гп т.2 происходит эффективный обмен энергиями сталкивающихся частиц. Так, при центральном столкновении движущейся и неподвижной частиц вся энергия движущейся частицы передается неподвижной. Если же массы частиц сильно отличаются, т. е. mi <С m2, легкая частица рассеивается на тяжелой, теряя лищь малую часть своей кинетической энергии, составляющую [c.76]

Для увеличения энергии электрона необходимы столкновения свободного электрона с атомами газа. Двигаясь в ноле силового центра (ядро атома) в отсутствие внешнего ноли, свободный электрон теряет кинетическую энергию на излучение [тормозное излучение, тормозной эффект). В присутствии сильного внешнего поля тормозной эффект носит вынужденный характер, это так пазыпаемый вынужденный тормозной эффект [9]. В нрисутств]Ш внешнего поля электрон может также и увеличивать свою кинетическую энергию за счет внешнего ноля [антитормоаной или обратный тормозной эффект). В обоих случаях законы сохранения энергии и имнульса могут быть выполнены за счет взаимодействия злектрона с третьим телом — атомом. Отметим, что речь идет об упругих столкновениях, т. е. о столкновениях, в которых внутренняя структура атома пе изменяется. Роль неупругих столкновений, в результате которых атом переходит из основного состояния в возбужденное, поглощая энергию сталкивающегося с ним электрона, обсуждается ниже. [c.196]

Столкновение частиц — один из основных процессов, в которых проявляются их свойства. Эти столкновения могут быть упругими, когда конечное состояние содержит те же частицы, что и начальное, и неупругими, когда рождаются новые частицы. На рис. 4.1 представлены величины полного (Jtot и упругого (Jei сеченпй рр-столкновений в зависимости от импульса налетающих протонов в лабораторной системе координат. [c.88]

Теоретические вычисления эффективных сечений и параметров переноса наиболее легко выполняются в системе координат, связанной с центром масс. Однако многие экспериментальные измерения производятся в лабораторной системе координат, в которой частица В находится в состоянии покоя. Правило перехода между этими системами дается в приложении Г [уравнение (Г.21)] для упругих столкновений, т. е. для столкновений без изменения внутренней энергии. Для случая неупругих столкновений, при которых некоторое количество энергии Q преобразуется из внутренней энергии в кинетическую, Шифф [5] получил следующее выражение [c.136]

В случае более чем одного вида столкновений можно использовать рассмотрения, предложенные Дрейцером [19]. Например, если в процессе участвуют упругие, неупругие, ионизационные и кулоновские столкновения, то интеграл столкновений складывается из этих четырех видов столкновений. Трудность применения такого подхода, однако, обусловлена необходимостью рассмотрения соответствующей газовой смеси как многокомпонентной, а не бинарной. Кроме этого, вообще говоря, не известны [c.491]

Энергия, передаваемая, прн упругом столкновении,— это энергия кинетическая, и затрачивается она непосредственно на нагрев газа. Как указывалось в 2-1, эта энергия в среднем не может быть больше энергии электрона, умноженной на 2т1М, и, следовательно, при упругом столкновении -может передаваться энергия лишь порядка —10 эв. При неупругих столкновениях энергия передается в виде энергии возбуждения или ионизации, причем за одно столкновение может быть передано несколько электроновольт. Запасаясь на короткий срок в возбужденных атомах, энергия вновь уходит из них в виде излучения и покидает столб дибо сразу, либо, как это имеет место при резонансном излучении, постепенно. Энергия, запасенная нонами, высвобождается при рекомбинации с электронами. При низких давлениях можно пренебречь рекомбинацией в объеме газа рекомбинация происходит почти исключительно на стенках сосуда. При более высоких давлениях рекомбинация в объеме происходит более часто и может содействовать повышению температуры. [c.32]

Зависимость соотношения упругих и неупругих соударений, а также относительных количеств энергии, передаваемых этими двумя путями холодному газу, от Те изображена на рис. 14. Графики построены для ртутной дуги на основании расчетов Вассераба [Л. 35]. При электронной температуре 40 000° К, например, мы видим, что хотя упругих столкновений в 10 раз больше, чем неупругих, тем не менее энергия, передаваемая при не-34 [c.34]

В лабораторных условиях П. наиболее удобно создавать электрич. разрядом. Поскольку масса электронов т много меньше массы ионов М, то именно они переносят ток и получают энергию от внешнего электрич. ноля. При упругих столкновениях с тяжелыми атомами или ионами электрон в каждом столкновении может передать только малую долю ( т М) своей энергии. Поэтому темн-ра электронов в газовом разряде может значительно превышать темп-ру ионов. Такая П. наз. н е и з о т е р м и ч е с к о й. Электроны сталкиваются с атомами также и неупруго, что ведет либо к ионизации, либо к возбуждению носледних. Если возбужденные атомы не успевают отдать излишек энергии излучением или ударами второго рода, то повторные столкновения с электронами могут перебросить их на более высокие энергетич. уровни, вплоть до ионизации. Такой процесс наз. с т у н е п- [c.16]

Таким образом, электрон, нагреваясь в оптическом поле за счет обратнотормозного эффекта, может приобрести энергию, достаточную для ударной ионизации нейтральных атомов, с которыми он сталкивается (характерная энергия ионизации составляет 10 — 15 эВ). Другими словами, помимо упругих столкновений электрона с атомами становятся возможными и неупругие столкновения, сопровождающиеся ионизацией нейтральных атомов и отрывом от них новых электронов (рис. 2.17). Эти новые электроны, в свою очередь разогреваясь в световом поле, могут сами набрать достаточно большую энергию, чтобы ионизовать новые атомы и т д., - образуется электронная лавина, [c.109]

Нагрев плазмы. После полной (однократной) ионизации объема газа в фокальной области линзы, фокусирующей лазерное излучение, канал неупругих потерь энергии электронов при столкновении с тяжелыми частицами практически перекрывается (мы не принимаем сейчас во внимание возможное возбуждение электронным ударом внутренних оболочек атомарных и молекулярных ионов). Поэтому электроны получают возможность разогреваться до максимально достижимых энергий бщах (см. выражение (2.4.2)) с учетом потерь только на упругие столкновения с атомарными частицами, рис. 2.19. Постепенно и тяжелые ионы, сталкиваясь с электронами, разогреваются также до температуры, характерной для разогретой электронной подсистемы, (2/3) (бтахАв) [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...