Рассеяние электронов
-
Рассеяние электронов
- Электроны отклоняются от первоначальной траектории под действием электростатических сил или магнитного поля.
- Рассеяние происходит в твердых телах и ограничивает интегральные схемы и транзисторы.
- Применяется в электронных микроскопах и адронных системах для измерения зарядов нуклонов и структуры ядра.
-
История рассеяния электронов
- Принцип действия электрона сформулирован Ричардом Ламингом в 1838-1851 годах.
- Дж. Дж. Томсон открыл электрон в 1897 году.
- Комптоновское рассеяние открыто Артуром Комптоном в 1923 году.
- Первый эксперимент по дифракции электронов проведен в 1927 году.
-
Явления и силы
- Электроны рассеиваются под действием электростатических кулоновских сил и силы Лоренца.
- Сила Лоренца описывает магнитную силу, действующую на заряженную частицу.
- Электростатическая кулоновская сила описывает притяжение или отталкивание зарядов.
-
Столкновения и результаты
- Упругое рассеяние сохраняет кинетическую энергию, частицы не распадаются.
- Неупругое рассеяние не сохраняет кинетическую энергию, внутренние состояния частиц меняются.
- Возможны реакции с образованием новых частиц.
-
Другие виды рассеяния
- Рассеяние электронов на молекулах важно для физики и химии плазмы.
- Комптоновское рассеяние — неупругое рассеяние фотона заряженной частицей.
-
Эффект Комптона
- Высокоэнергетическое неупругое рассеяние фотонов на электронах
- Изменение длины волны зависит от угла рассеяния
- Формула описывает комптоновский сдвиг длины волны
-
Томсоновское рассеяние
- Классическая упругая интерпретация процесса рассеяния
- Происходит с фотонами низкой и средней энергии
-
Обратное комптоновское рассеяние
- Наблюдается в астрофизике при отражении фотонов от высокоэнергетических электронов
- Происходит в сверхновых и активных ядрах галактик
-
Синхротронное излучение
- Излучение, возникающее при ускорении заряженных частиц
- Создается на синхротронах с использованием изгибающих магнитов
- Первое наблюдение в 1947 году в лаборатории General Electric
-
SLAC
- Стэнфордский центр линейных ускорителей
- Строительство началось в 1962 году, завершено в 1967 году
- Обнаружение кварков в 1968 году, Нобелевская премия 1990 года
- Открытие J/psi в 1974 году, Нобелевская премия 1976 года
- Открытие тау-лептона в 1995 году, Нобелевская премия 1995 года
-
RIKEN RI Beam Factory
- Основана в 1917 году, крупнейшее исследовательское учреждение Японии
- Начало работы в 2007 году, комплекс ускорителей тяжелых ионов
- Используется для исследований в ядерной физике, физике элементарных частиц и физике адронов
-
SCRIT
- Установка для исследования короткоживущих ядер
- Первое рассеяние электронов на нестабильных изотопах Sn в 2014 году
- Использование метода улавливания ионов для экспериментов по рассеянию
-
Исследование в Университете Киото
- Идея была подтверждена с использованием электронного накопителя KSR
- Использовалось стабильное ядро 133Cs в качестве мишени
- Энергия электронного пучка составляла 120 МэВ
- Типичный запасенный ток пучка был 75 мА
- Время жизни пучка составляло 100 секунд
-
Результаты исследования
- Были хорошо видны упруго рассеянные электроны из захваченного Cs
-
Связанные темы
- Эффект Зеемана
- Физика элементарных частиц
- Дифракция низкоэнергетических электронов
- Квантовая электродинамика
- R-матрица
-
Дополнительные ресурсы
- Записи
- Рекомендации
- Внешние ссылки
- Видео: Физика вслух: Рассеяние электронов
- Видео: Яркая буря: Комптоновское рассеяние