Вопросы и задачи к главе 2

Следовательно, и потери энергии частицей на единице ее пути растут. Ранее было получено соотношение, связывающее передаваемую электрону энергию с параметром удара b: Te = ΔE = 2z2e4/meV2b2.

2. Если электрон в результате взаимодействия приобрел импульс pe = 2ze2/Vb , то, следовательно, он приобрел и кинетическую энергию: Te = pe2/2me = 2z2e4/meV2b2. He следует забывать, что энергия частицы при этом взаимодействии уменьшается, и поэтому производная dE(b)/dx отрицательна. Это означает, что все большее число электронов среды попадает в поле воздействия летящей частицы. Растет bmax и все большему числу электронов частица передает свою энергию.

В этой формуле − релятивистская кинетическая энергия электрона. Множители перед квадратными скобками в выражениях для ионизационных потерь электронов и тяжелых заряженных частиц одинаковы, т.е. при одинаковых скоростях удельные потери их одинаковы. Кроме того, электроны испытывают в веществе многократное рассеяние, и поэтому их путь в веществе не прямолинеен (как для тяжелых частиц).

При столкновении заряженной частицы с электроном среды в случае достаточно малого параметра удара b ~ a электрон может получить такую энергию, что сам будет вызывать ионизацию других атомов.

При ионизационных потерях в каждом столкновении пролетающей частицы с электроном среды в среднем ею теряется очень небольшая порция энергии. И только в редких случаях передается значительная энергия, т.е. образуется δ-электрон. Механизм кулоновского взаимодействия частиц с ядрами в общих чертах тот же, что и при ионизационном торможении.

Вопросы и задачи к главе 2

При любой экспериментальной проверке предсказания этой теории подтверждались в пределах экспериментальных ошибок и математических приближений. Электромагнитные взаимодействия существуют междувсемичастицами, имеющими электрический заряд, и фотонами.

Если параметр удара настолько велик, что атом реагирует как целое на переменное электромагнитное поле, создаваемое заряженной частицей, то возникает возбуждение и ионизация атомов. Взаимодействие фотона с атомом, как целым, приводит к фотоэффекту. При столкновении фотона с таким «свободным» электроном фотон рассеивается (комптоновокое рассеяние, комптон-эффект). Согласно классической электродинамики в этом случае должно возникнуть тормозное излучение.

Кроме того, существует переходное излучение, возникающее при пересечении равномерно двигающейся заряженной частицей границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Измерения этого ионизационного эффекта, как и времени пролета, а также переходного и черенковского излучений широко используются для идентификации заряженных частиц и интерпретации экспериментов.

Предположим, что частица эта настолько быстра (V >> vop6), что можно считать все атомные электроны свободными. Сначала разберем взаимодействие этой частицы с одним электроном среды, расположенным на расстоянии b от ее траектории (b − прицельный параметр) (рис.2.1). В результате электростатического взаимодействия электрон получает импульс в направлении, перпендикулярном к направлению движения частицы.

Перпендикулярная составляющая этой силы будет =F·cosα = F·b/(x2 + b2)1/2 и, следовательно, = z e2·b/(x2 + b2)3/2. 3. Теперь вспомним, что среда наполнена атомами (А,Z) и, следовательно, в ней много электронов.

Электронов в нем будет: ne = 2πbdbdx·Znат. Откуда имеем: b2 = 2z2e4 ⁄meV2·1 ⁄ΔE и, следовательно, b2min = 2z2e4 ⁄meV2·1⁄ΔEmax. Оно ослабляет поле частицы и как бы экранирует от него далеко расположенные электроны. Область кривой (EF) и соответствует этому случаю: рост потерь энергии существенно замедляется из-за эффекта плотности.

В предельном случае очень больших энергий часть релятивистского возрастания потерь полностью компенсируется эффектом плотности. Оставшаяся часть связана с передачей энергии при близких столкновениях. По мере уменьшения энергии частицы это соотношение может оказаться нарушенным.

Вывод формулы для потерь энергии на ионизацию электронами в принципе такой же, как и для других заряженных частиц. Если энергия, получаемая δ-электроном, велика по сравнению с энергией связи его в атоме, то это явление может рассматриваться как взаимодействие пролетающей частицы и свободного электрона. При одной и той же энергии электронов и тяжелых частиц в нерелятивистском случае удельные потери энергии пропорциональны массе частиц.

Посмотрите еще:

  • Согласование времен в английском языкеСогласование времен в английском языке В этом случае сказуемое придаточного предложения всегда будет стоять в одном из прошедших времен. А здесь в главном предложении настоящее время, а в придаточном прошедшее: She […]
  • Сумасшедшие правителиСумасшедшие правители Из этих источников следует, что в 590 г. до н.э. война с Египтом возобновилась, а в 589 г. до н.э. восстали иудеи. В 588 г. до н.э. Навуходоносор подступил к Иерусалиму. […]
  • Симптомы ларингита у взрослыхСимптомы ларингита у взрослых Предлагаем вашему вниманию обзорный материал, в котором рассказано про ларингит у взрослых: симптомы и лечение заболевания, его причины, возможные последствия. Важно устранить не […]
  • Мумие применение в таблетках, инструкцияМумие применение в таблетках, инструкция Как использовать мумие от растяжек наружно? Что предпочесть при лечении растяжек: пластины, таблетки или капсулы? В капсулах и таблетках содержится гигроскопичный экстракт мумие […]
  • Причины повышенного креатининаПричины повышенного креатинина Патогенез гиперкреатинемии может быть связан с любым из этапов обмена и циркуляции креатинина в организме. Концентрация креатинина в плазме у женщин должна быть ниже, чем у […]
  • Осложнения язвенной болезниОсложнения язвенной болезни Препараты, содержащие висмут, входят в схему лечения пациентов с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, ассоциированной с Helicobacter pylori. У меня 7 лет назад поставили […]