Дифракция частиц. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Дифракция частиц - упругое когерентное рассеяние микрочастиц объектами (т. е. рассеяние, происходящее без изменения рассеивающего объекта), при к-ром из нач. пучка частиц возникают отклонённые от него дифракц. пучки. Д. ч. имеет место при рассеянии нейтронов, электронов, атомов, молекул; рассеивающими объектами являются кристаллы, молекулы жидкостей и газов. Направление и интенсивность дифракц. пучков зависят от строения (атомного состава и структуры) и размера рассеивающего объекта, а также длины волны де Бройля частиц.

Поведение микрочастиц подчиняется квантовым законам и описывается Шрёдингера уравнением (в нерелятивистском приближении):

где

- волновая функция частицы, Е и U - её полная и потенц. энергии.

В соответствии с общей постановкой задачи дифракции решение этого ур-ния представляет собой сумму двух функций:

, где функция

свободного движения частицы (U=0)имеет вид плоской волны:

где

, а длина волны

, т. е. определяется массой т и энергией E (или импульсом mv, v - скорость) частицы, а

- функция дифрагированных (рассеянных) частиц, не содержащая в себе волн, идущих из бесконечности (причинности принцип ).Нач. волна взаимодействует с объектом, характер этого взаимодействия и строение объекта описываются функцией U(х, у, z). Решение ур-ния (1) даёт описание дифракц. картины в реальном координатном пр-ве, причём

определяет вероятность попадания рассеянной частицы в данную точку.

При дифракции частиц того или иного сорта проявляется физ. специфика их взаимодействия с веществом. Так, рассеяние электронов определяется эл.- статич. потенциалом атомов

, так что

, где е - заряд электрона; при рассеянии нейтрона осн. вклад в потенц. энергию U вносит их взаимодействие с ядром, а также с магн. моментом атома (см. Дифракция электронов, Дифракция нейтронов, Дифракция атомов и молекул). Тем не менее явления Д. ч. всех типов, а также дифракции рентгеновских лучей очень сходны и описываются одинаковыми или очень близкими ф-лами, различающимися множителями - атомными амплитудами. Mн. явления дифракции света также находят аналоги в Д. ч.

Д. ч. используется в структурном анализе вещества (см. Нейтронография, Электронная микроскопия, Электронография).

Литература по дифракции частиц

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Дифракция частиц - переписать релятивистскую чушь!

Литература по дифракции частиц