Иванов В.Е. Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли. Апатиты, 2001.

Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли Глава 2 ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОНОВ С АТМОСФЕРНЫМИ ГАЗАМИ 2.1. Дифференциальные, интегральные и суммарные сечения рассеяния Сечение рассеяния является количественной характеристикой процесса рассеяния частиц различными мишенями. Под частицей здесь будут подразумеваться электроны, протоны и нейтральные атомы водорода, под мишенью - легкий атом (атомарный кислород) или двухатомная молекула (молекулярный кислород, молекулярный азот). Рассмотрим однородный монохроматический пучок частиц с энергией Е и плотностью потока N. Пучок частиц распространяется в определенном направлении и падает на некоторый рассеиватель. Допустим, что имеется возможность регистрировать те частицы, рассеяние которых вызывает некоторый процесс я, сопровождающийся изменением состояния мишени из начального состояния і в конечное f Значки і и / включают все квантовые числа, определяющие начальное и конечное состояние мишени. Пусть число таких выделенных частиц, рассеянных в единицу времени в элемент телесного угла dQ.(Q,q), равно d N ^ , Ѳ, (р - сферические углы. Дифференциальное сечение рассеяния процесса п, сопровождающееся переходом мишени из состояния і в состояние f определяется как /43/. Ш ( Е ,В . с | > ) * ^ - . (2.1) <Ю ѵ ' NdCl Определение (2.1) относится к рассеянию на одном изолированном центре, в случае рассеивателя плотности р правую часть (2.1) следует разделить на р. Дифференциальное сечение упругого рассеяния соответствует процессу, в котором начальное состояние і совпадает с конечным/ Сечение (2.1) имеет размерность площади, деленной на телесный угол. В настоящей работе будут рассматриваться процессы рассеяния неполяризованных пучков на неориентированных мишенях, система "частица + мишень" будет обладать аксиальной симметрией, и сечение рассеяния можно считать зависящим только от одной угловой переменной Ѳ, поэтому зависимость от ф в дальнейшем мы будем опускать. Отметим, что формула (2.1) связана с экспериментальным определением величины сечения, теоретически сечение рассеяния определяется через величину, называемую амплитудой рассеяния. Интегрирование по всем углам рассеяния дифференциального сечения (2.1) определит интегральное сечение перехода i->f: •> ,(*)= \ ^ Е№ - (2'2) Если начальное и конечное состояния совпадают, то сги ( е ) представляет собой интегральное сечение упругого рассеяния, обозначаемое как сгв,. Если от всех рассеянных частиц отделить упругорассеянные частицы, то можно получить суммарное интегральное сечение неупругого рассеяния: 25