Рассеяние на легких атомах

П-5а. Рассеяние на легких атомах [c.828]

Эффект Комптона на легких атомах можно объяснить, если рассматривать столкновения рентгеновских фотонов с электронами. В этих столкновениях фотон передает электрону часть своей энергии в результате энергия фотона, а значит, и частота излучения уменьшаются, что и объясняет появление смещенной линии в спектре рассеянного рентгеновского излучения. Электрон должен быть сравнительно слабо связан с атомным ядром, его энергия связи должна быть существенно меньше, чем та энергия, которую передает ему при столкновении рентгеновский фотон. Такой электрон можно рассматривать свободным и покоящимся до столкновения. [c.75]

Хотя, как отмечалось выше, смеш,ение определяемое формулой (3.3.1), не зависит от выбора материала рассеивателя, однако важно, чтобы рассеиватель состоял из сравнительно легких атомов (например, парафин, графит, алюминий). Дело в том, что в легких атомах относительно высока доля электронов, слабо связанных с атомным ядром. Рассеяние рентгеновских лучей на этих электронах и обусловливает эффект, описываемый формулой (3.3.1). [c.75]

В легких атомах доля слабо связанных с ядром электронов достаточно велика, поэтому эффект Комптона на таких атомах наблюдается. Смещенная линия в спектре рассеянных рентгеновских лучей имеет в данном случае интенсивность, превышающую интенсивность несмещенной линии, обусловленной рассеянием на сильно связанных электронах. По мере перехода ко все более тяжелым атомам уменьшается [c.77]

Это уравнение для определения неизвестной функции g v, х) справедливо не только при использованном простейшем представлении о соударении легкой частицы с атомом, как твердым шариком, но и при учете квантового характера ее движения и рассеяния на атоме. Уравнение (8.58), как уравнение Больцмана а т-приближении (8.42), с которым оно совпадает, является основным в теории явлений переноса в газах. [c.154]

Здесь и есть потенциал , воспринимаемый рассеиваемым лучом вблизи атома типа а. Это означает, конечно, что мы имеем дело с рассеянием длинных волн или рассеянием на малые углы, как это было в случае рассеяния света [ср. с формулой (4.24)]. Легко показать, что рассеяние на возмуш ении (4.49) определяется структурным фактором, содержаш им флуктуации концентраций, [c.167]

Это хорошо видно на экспериментальных спектрах рассеяния рентгеновских лучей, показанных на рис. 3.10. Все спектры даны для одного и того же угла рассеяния изменяются рассеиватели. Спектры представлены в порядке, отвечающем переходу от легких к более тяжелым атомам. Здесь I — несмещенная линия, 2 — смещенная линия. Видно, как постепенно увеличивается интенсивность несмещенной линии и в то же время падает интенсивность смещенной линии. Смещение АХ остается при этом неизменным. [c.78]

Поскольку кристалл подобен трехмерной решетке, а не одно- или двухмерной, то условия, необходимые для возникновения эквивалента главных максимумов в оптической дифракции, удовлетворяются не столь легко. Рассмотрим единичную ячейку кристаллической решетки, изображенную на рис. 2.14, а. Представим, что кристалл пронизывается цугом квазимонохроматических волн с длиной волны к. Каково основное требование, необходимое для получения дифракционного максимума в некотором направлении Оно состоит в том, что рентгеновские лучи, рассеянные в данном направлении (идентичными) ансамблями атомов с центрами в узлах решетки А, В и С, должны совпадать по фазе с лучами, рассеянными ансамблем в точке О. Тогда рассеянные этими центрами волны будут находиться в фазе с рассеянными от соседних узлов и так далее по кристаллу. Совсем не обязательно, чтобы в узле решетки располагался только один атом. Это требование не влияет на возможность существования дифракционного максимума, так как все связано с периодом решетки-расстоянием между соответствующими атомами, расположенными одинаково по отношению к последовательным узлам кристаллической решетки. Разумеется, узел решетки. [c.44]

ОРР эффективно для анализа элементов со средними и большими атомными массами, когда сечения упругого рассеяния велики. Анализ легких элементов (С, N, О) требует больших суммарных потоков зондирующих частиц. В области атомных масс до примерно 40 атомных единиц массы ОРР позволяет различить отдельные изотопы одного и того же элемента для тяжелых атомов можно различать элементы, отличающиеся по массе примерно на 10 единиц. Анализ распределения химических элементов по глубине по спектрам ОРР с развитием вычислительной техники не представляет серьезной проблемы. В частности, пример программы для анализа химического состава поверхностных, слоев многокомпонентной мишени приведен в работах [215, 216], а иллюстрация ее применения дана в гл. 3 и 4 при обсуждении ионного [c.165]

В справедливости равенства (2.132) легко убедиться, замечая, что величина Ус не может измениться при сдвиге всех атомов на любой вектор решетки. Кроме того, в любом процессе рассеяния должен выполняться закон сохранения энергии. Таким образом, потенциал Уе описывает процессы распада одного фонона на два илн пре вращения двух фононов в один и т. д. [c.75]

Итак, модель возбужденного атома могла бы разрешить пара-доке с неправильными ширинами ( -зон, так как для Ге й-зона расширилась бы, а для Си сузилась бы. Но на первый взгляд такая модель — вещь еще более нелепая, чем исходная зависимость характеристик рассеяния Тем не менее, эту модель легко обосновать. [c.123]

Переходя к учету всех частиц газа, сформулируем гипотезу молекулярного хаоса. Во-первых, как и в классическом случае, будем считать, что перед рассеянием тяжелая и легкая частицы не коррелированы между собой. А во-вторых, допустим, что после взаимодействия волновая функция рассеянной частицы испытывает эффект декогерентности из-за рассеяний на других атомах газа (температуру газа предполагаем достаточно высокой). А именно, учтем, что вследствие рассеяния на других атомах волновая функция данного атома становится структурно все более сложной. В конце концов она распадается на некогерентные пакеты, и мы предположим, что данная частица попадает только в один из таких пакетов происходит коллапс волновой функции. Другими словами, необратимое разрушение когерентности волновой функции условимся описывать в виде совокупности случайных ее коллапсов. [c.203]

М. высокой энергии тормозятся в веществе за счёт эл.-магн. взаимодействия с электронами и ядрами вещества. До энергий 10 —10 аВ М. теряют энергию в осн. на ионизацию атомов среды [прибл. 2МэВ/(г/си ) вещества, напр. 1,5 ГэВ на 1ум пути, проходимого в железе], Ср. пробег М, в этой-областн растёт пропорционально их энергии, а их угл. отклонение определяется многократным кулоновским рассеянием на ядрах вещества. Т. к. т , вероятность потери энергии М. в результате тормозного излучения или рождения пар е+е значительно меньше, чем для электронов (указанные процессы, а также расщепление атомных ядер начинают играть доминирующую роль при анергиях М. выше 10 эВ, ограничивая дальнейший линейный рост длины пробега М. в веществе с увеличением энергии). Эти факторы вместе с отсутствием у М. сильного взаимодействия обусловливают высокую проникающую способность М. как по сравнению с адронами, так и по сравнению с электронами и у-квантами. В результате М. космич. лучей не только легко проникают через атмосферу Земли,, но и углубляются в грунт на значит, расстояния (в зависимости от их энергии). В подземных экспериментах М. космических лучей с энергией больше lOi эВ регистрируются на глубине неск. км. [c.233]

В начальной стадии прохождения высокоэнергетического иона через вещество преобладает рассеяние на электронных оболочках атомов мишени. С уменьшением энергии иона доминируютдим оказывается вклад ядерного торможения. При использовании легких ионов потери энергии в упругих и неупругих взаимодействиях сопоставимы при энергии иона 10 —10 эВ. На рис. 3.2 приведены результаты расчета на ЭВМ энергетических потерь в ядерных и электронных взаимодействиях при бомбардировке титана ионами с энергией 40 кэВ. До тех пор пока энергия иона составляет несколько килоэлектронвольт и выше, расстояние между отдельными ядерными процессами достаточно велико, чтобы анализ взаимодействий можно было вести в рамках теории изолированных бинарных столкновений, т. е. серии случайных событий. При дальнейшем уменьшении энергии иона расстояние между отдельными столкновениями уменьшается настолько, что приближение бинарных столкновений становится неприменимым. Необ одим анализ соударений многих тел, развиваемый в рамках теории молекулярной динамики. Рассеяние энергии в неупругих взаимодействиях обычно рассматривается как непрерывный процесс, для описания которого используются аналитические зависимости ссчския от энергии иона. [c.78]

Полная постановка задачи рассеяния атома на кристаллической решетке содержит большое число параметров. Возмолчиые аналитические решения, конечно, будут различными в отдельных характерных областях пространства этих параметров. В каждой области целесообразно найти простейшую модель и строить асимптотическое решение в окрестности такой модели. При энергиях падения Е 100 эВ для легких газов эффективное взаимодействие исчерпывается одним-двумя парными столкновениями, причем главную роль играет отталкивающая ветвь потенциала. Аппроксимируя ее вертикальным барьером, в качестве простейшей атомной модели поверхности имеем решетку твердых сфер. Теория рассеяния на такой решетке содерл<ит три основных параметра угол падения 0ь отношение масс х и радусов атомов. [c.454]

Опыты Резерфорда. Для своих опытов Резерфорд воспользовался а-час-тицами, которые вылетают из атомов радиоактивных элементов. Альфа-час-тица является ядром атома гелия, i. е. несет с собой положительный заряд 2е и имеет массу, равную примерно четырем массам протона. Поэтому для анализа рассеяния а-частиц можно воспользоваться формулой (14.8) с Z, = 2. Масса атомов, на которых рассеиваются а-частицы, предполагается много большей массы а-частиц. Однако от этого ограничения легко освободиться, если под массой в формуле (14.7) понимать приведен- [c.83]

На данных измерений периода решетки практически не сказывается зонная стадия распада, и образование зон Г.—П. можно заметить лишь по эффектам диффузного рассеяния в ближайших окрестностях узлов обратной решетки матричного твердого раствора. Если неоднородности структуры, обусловленные образованием зон, носят регулярный характер (модуляции рассеивающей способности или модуляции межплоскостных расстояний), то диффузное рассеяние концентрируется, образуя сателлиты возле основных рефлексов, и легко выявляется даже при съемке рентгеновской картины поликристаллов [47, 48]. В остальных случаях выявление зон Г.—П. возможно либо при рентгеновском анализе монокристаллов или крупнокристаллических поликристаллов (из-за малости размера ОКР в поликристаллах н наложений эффектов диффузного рассеяния), либо методом электронной дифракции в просвечивающем электронном микроскопе, где область дифракции всегда ограничена малой частью монокристалла (метод микродифракции, см. раздел 2). В некоторых сплавах зоны Г.—ГГ. имеют координацию атомов, отличную от координации атомов в матричном твердом растворе (например, зоны Гинье—Престона— Багаряцкого в сплавах А1—Mg—Si), или упорядоченную структуру (например, зоны Г.—П.П или фаза в" в сплавах А1—Си). При этом эффекты рассеяния должны наблюдаться в точках ОР, соответствующих этой структуре. По характеру распределения диффузного рассеяния можно судить о форме зон и в простейших случаях (при действии только форм-фактора) оценивать их размеры. К-состояние связывается с процессами упорядочения и выде- [c.129]

Процесс самоусреднения легко проследить, если рассмотреть перемещение границы фронта когерентных волн на одно межатомное расстояние в направлении к. Тогда в рассеянии начинают участвовать новые атомы, расположенные ниже плоскости, в которой располагалась граница в предыдущий момент. Одновременно изменяются и те атомы, которые рассеивают нехогерентно к соответствующим граничным атомам, т. е. фактически изменяется множество u При прохождении фронта когерентного цуга волн через весь кристалл [c.239]

Аналогия в поведении II. и протонов проявляется в наибольшей мере во взаимодействиях нуклонов внутри ядер (в особенности легких) и в столкновениях с ядрами быстрых нуклонов с энергией в десятки Мае и выше. В этих случаях кулоповское отталкивание не препятствует протонам входить в сферу действия ядерных сил. Ход явлепий определяется ядер-пыми силами, одинаковыми для II. и протона, тогда как гораздо более слабые электромагнитные взаимодействия, различные для II. и протона, приводят к поправкам, часто несущественным. В отличие от этого, при малых энергиях (условная граница — высота кулоновского барьера для протонов в тяжелых ядрах, т. е. энергия 15 Мае) на первый план выступает различие в поведении Н. и протонов, тем более резкое, чем ниже их энергия. Для медленных протонов главными процессами являются электромагнитные ионизация и возбуждение атомов среды, рассеяние в кулоновском поле ядер. Для Н. основными являются процессы взаимодействия с ядрами через посредство ядерных сил. Каждый Н. поглощается в конечном счете ядром, вызывая ту или иную ядерную реакцию. Большая эффективность Н. в осуществлении ядерных реакций, своеобразие взаимодействия с веществом совсем медленных П. (резонансные эффекты, дифракционное рассеяние в кристаллах и т. п.) делают Н. исключительно важным орудием исследования в ядерной физике, а также в физике твердого тела и определяют их ключевую роль в ядерной энергетике. [c.378]

Необходимая скорость может быть сообщена излучающему ядру, напр, механич. путем (центрифугой). Именно таким способом в 1950 г. Н. Муну (1) впервые удалось наблюдать Р. р. г.-л. Заметного перекрытия линий испускания и поглощения можно достичь, нагревая нсточник до темн-р 1000° С. Перекрытие линий в этом случае нроисходит благодаря увеличению тепловой доплеровской ширины линии испускания. Оба этих метода ограничены областью тяжелых ядер и относительно мягких у-переходов, что о()ъяс-няется технич. трудностями при достижении высоких скоростей или темп-р. От этого недостатка свободен метод каскадных переходов, в к-ром необходимая скорость сообщается излучающему ядру за счет отдачи от излучений, предшествующих испусканию у-кванта, резонансное рассеяние к-рого исследуется. При этом ядрам могут быть сообщены очень высокие скорости п условие резонанса может быть осуществлено в случае больших энергий отдачи (т. е. даже для легких ядер и жестких у-переходов). Необходимо только, чтобы время жизни возбужденного состояния ядра было короче среднего времени свободного пробега атомов отдачи в веществе источника поэтому метод каскадных переходов обычно требует н])име-нения газообразных источников. На рис. 1 приведена схема экспериментальной установки для наблюдения Р. р. г.-л. тепловым методом или методом каскадных переходов. Один из результатов эксперимента, [c.400]

Одип из крупнейших разделов исследований с помощью Р. л. — рентгеновский структурный анализ основан на исследовании закономерностей рассеяния когерентных Р. л. электронами атомов копденспрован-ных систем. Успехи в области термич. обработки промышленных марок сталей в значительной мере ооя-заны исследованию изменений атомно-кристаллич. структуры ири закалке и отпуске. Создание высокопрочных и жаропрочных сплавов легких металлов в значительной мере оказалось возможным благодаря выяснению механизма дисперсионного твердения. Упругие параметры конденсированных систем могут быть достаточно полно характеризованы путем изучения так наз, теплового пелауэвского рассеяния Р. л. С помощью рентгеноструктурного анализа можно ирактически для всех веществ с большой точностью определить коэффициент линейного расширения в интервале темп-р от —200° С до 2000° С. [c.425]

Обратное резерфордовское рассеяние (ОРР) является почти неразрушающим методом определения элементного состава образца по глубине, а также средством оценки степени совершенства кристалла (при использовании каналирования). Эксперименты вьшолняются путем бомбардировки образца легкими ионами (обычно Не" ) с энергиями порядка нескольких мегаэлектровольт. Все обратно отраженные ионы анализируются по энергиям с целью определения вида атома, ответственного за рассеяние, а также расстояния под поверхность, на котором атом локализован. Энергию обратно рассеянных частиц можно найти из соотношения [c.188]

Смотреть страницы где упоминается термин Рассеяние на легких атомах : [c.448] [c.449] [c.154] [c.53] [c.70] [c.653] [c.555] [c.262] [c.164] [c.38] [c.71] [c.430] [c.149] [c.300] [c.167] [c.197] [c.238] [c.144] [c.72] [c.438] [c.406] [c.167] [c.35] [c.524] [c.265]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...