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

Глава 2. Элементарные процессы взаимодействия электронов с атмосферными газами о ш (Е)= 5 > Л 4 (2.3) /./*< Суммирование здесь производится по всем неупругим процессам. Полное сечение рассеяния, называемое также суммарным, есть сумма упругого и неупругого сечений рассеяния: а (0,(£ ) = о е/( £ ) + а ие/(£). (2.4) При рассеянии частиц жесткой упругой мишенью полное сечение рассеяния в классической механике равно площади проекции поперечного сечения мишени на плоскость, перпендикулярную направлению падающего пучка. Отметим, что понятие полного сечения рассеяния имеет смысл для потенциалов, спадающих при удалении от рассеивателя быстрее, чем 1/г2, в противном случае аш имеет бесконечно большую величину /41 /. Интегральные и дифференциальные сечения рассеяния представляют собой основу для решения целого ряда фундаментальных и прикладных задач физики полярной ионосферы. Среди данных задач можно выделить три крупных блока: а) исследование транспортных характеристик и основных функционалов, связанных с прохождением авроральных частиц через атмосферу Земли; б) исследование кинетики физико-химических процессов, инициированных потоками высыпающихся частиц; в) исследование механизмов формирования излучения возбужденной ионосферы в оптическом диапазоне длин волн. Общими особенностями, характерными для данного класса задач, являются следующие: а) наличие многокомпонентной неоднородной среды, в которой происходит торможение авроральных частиц; б) широкий диапазон начальных энергий высыпающихся частиц, охватывающий интервал от сотен электрон-вольт до десятков килоэлектрон-вольт; в) полное торможение авроральных частиц в ионосфере Земли и рождение вторичных электронов в ионизационных столкновениях, что приводит к расширению энергетического диапазона в сторону малых энергий вплоть до единиц электрон-вольт. Перечисленные выше задачи и особенности, связанные с их решением, диктуют необходимость детального описания возможных каналов торможения сечениями столкновительного взаимодействия (упругого и неупругого) как в широком диапазоне энергий от порогов возбуждения до (и далее) области их асимптотического поведения так и в широком диапазоне углов рассеяния (от 0 до 180°). Настоящая глава посвящена анализу и обобщению накопленного к настоящему времени материала о сечениях рассеяния электронов атомами кислорода, молекулами азота и кислорода. Основная часть данных была аппроксимирована гладкими кривыми, дающими непрерывную угловую или энергетическую зависимость сечений рассеяния, сшитую с их асимптотическим поведением при больших (100 кэВ-I МэВ) значениях энергии. 2.2. Сечения рассеяния электронов атомарным кислородом Экспериментальные данные о сечениях рассеяния электронов атомарным кислородом все еще малочисленны и не позволяют с достаточной полнотой и надежностью описать процесс взаимодействия электронов с О. В силу этого в расчетах характеристик взаимодействия электронов с О исследователи обычно принимают за основу теоретические сечения рассеяния, исправленные там, где это возможно, в соответствии с экспериментальными результатами. Более детальную информацию по данному вопросу можно найти в обзорах и монографиях, посвященных рассеянию электронов легкими элементами /4,25,75,100,101/. 26