Что такое сечение в физике

Что такое сечение в физике

Сечение — величина, определяющая вероятность перехода системы взаимодействующих частиц в определенное конечное состояние. Величина сечения σ равна отношению числа таких переходов в единицу времени I к числу частиц, падающих на мишень в единицу времени I₀ отнесенное к количеству частиц мишени в единице площади n

Сечение имеет размерность площади. Обычно используется единица барн или ее производные — 1 барн = 10 -24 см 2 , 1 миллибарн = 10 -3 б, 1 микробарн = 10 -6 б.

Различным процессам соответствуют различные величины сечений. Экспериментально измерения сечений позволило получить информацию о структуре сталкивающихся частиц, понять механизмы их взаимодействия.
Эксперименты по упругому рассеянию альфа-частиц на ядрах золота позволили Резерфорду обнаружить атомное ядро. Эксперименты по рассеянию электронов на ядрах, нейтронах и протонах позволили определить их размеры и распределение в них электрического заряда и магнитного момента. В результате многочисленных экспериментов по рассеянию различных частиц были исследованы механизмы протекания ядерных реакций.

1. Сечения упругого рассеяния нейтронов с энергией ~10 МэВ на атомных ядрах.
   σ(n,n) ≈ 0.1 барн.
   Реакция происходит в результате сильного взаимодействия между нейтроном и ядром.
2. Сечения радиационного захвата тепловых нейтронов (E_n ~ 1 эВ) атомными ядрами вблизи резонанса.
   σ(n,γ) ≈ 10 6 барн.
   Эта реакция также происходит в результате сильного взаимодействия. Из сравнения (1) и (2) видно, как сильно сечение зависит от энергии и характера взаимодействия.
3. Сечения фотоядерных реакций на атомных ядрах в области гигантского дипольного резонанса (~10 МэВ)
   σ(γ,n) ≈ 10 -3 барн.
   Реакция происходит в результате электромагнитного взаимодействия.
4. Сечение реакции слабого взаимодействия под действием реакторных нейтрино (E_ν ~ 1МэВ)
   σ(νn → e — p) ≈ 10 -20 барн = 10 -44 см 2 .

Длина свободного пробега L характеризует среднюю величину пробега частицы между соударениями

где n — число рассеивающих центров в 1 см 3 вещества, σ — величина сечения реакции. Длина свободного пробега в случае реакции под действием нейтрино с энергией ~1МэВ

L = 10 44 см -2 ·10 -22 см 3 =10 22 см.

То есть в веществе с обычной плотностью нейтрино с энергией ~ 1 МэВ имеют длину свободного пробега, превышающую расстояние от Земли до Солнца в 10 9 раз.

ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ

(сечение) в физике, величина, характеризующая вероятность взаимодействия микрочастиц при их столкновении; имеет размерность площади (обычно измеряется в см^).

Естествознание. Энциклопедический словарь .

Смотреть что такое «ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ» в других словарях:

• ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ — (сечение) в физике величина, характеризующая вероятность взаимодействия микрочастиц при их столкновении; имеет размерность площади (обычно измеряется в см&sup2) … Большой Энциклопедический словарь
• ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ — (см. СЕЧЕНИЕ). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия
• ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ — см. Сечение. Физическая энциклопедия. В 5 ти томах. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988 … Физическая энциклопедия
• эффективное сечение — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN cross section … Справочник технического переводчика
• эффективное сечение — (сечение) в физике, величина, характеризующая вероятность взаимодействия микрочастиц при их столкновении; имеет размерность площади (обычно измеряется в см2). * * * ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ (сечение) в физике, величина,… … Энциклопедический словарь
• эффективное сечение — efektinis skerspjūvis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis dviejų susiduriančių dalelių sąveikos tikimybę; turi ploto dimensiją. Jei į vienetinio ploto taikinį su n dalelių, pvz., branduolių, kurio… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
• эффективное сечение — efektyvusis skerspjūvis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. effective cross section vok. effektiver Querschnitt, m; Wirkungsquerschnitt, m rus. эффективное сечение, n pranc. section efficace, f … Fizikos terminų žodynas
• эффективное сечение захвата носителя заряда полупроводника — эффективное сечение захвата Величина, имеющая размерность площади и обратная произведению концентрации носителей заряда данного типа в полупроводнике на средний путь, проходимый носителями от освобождения до захвата. [ГОСТ 22622 77] Тематики… … Справочник технического переводчика
• эффективное сечение захвата носителей заряда — эффективное сечение захвата носителей заряда; эффективное сечение захвата Величина, имеющая размерность площади и обратная произведению концентрации носителей заряда n, в полупроводнике на средний путь λ, проходимый носителями до захвата:… … Политехнический терминологический толковый словарь
• эффективное сечение захвата — носителей заряда; эффективное сечение захвата Величина, имеющая размерность площади и обратная произведению концентрации носителей заряда n, в полупроводнике на средний путь λ, проходимый носителями до захвата: σ=1/(n/λ) … Политехнический терминологический толковый словарь

Эффективное сечение

Эффекти́вное сече́ние, величина, характеризующая вероятность перехода системы двух сталкивающихся частиц в результате их рассеяния ( упругого или неупругого ) в определённое конечное состояние. Эффективное сечение d σ dσ d σ равно отношению числа d N dN d N таких переходов в единицу времени к плотности nv потока рассеиваемых частиц, падающих на мишень, т. е. к числу частиц, проходящих в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к их скорости v v v ( n n n – плотность числа падающих частиц): d σ = d N / n v dσ=dN/nv d σ = d N / n v . Эффективное сечение имеет размерность площади. Различным типам переходов, наблюдаемых при рассеянии частиц, соответствуют разные эффективные сечения. Упругое рассеяние частиц характеризуют дифференциальным сечением d σ / d Ω dσ/dΩ d σ / d Ω , равным отношению числа частиц, упруго рассеянных в единицу телесного угла , к потоку падающих частиц ( d Ω dΩ d Ω – элемент телесного угла), и полным упругим сечением σ σ σ , равным интегралу дифференциального сечения, взятому по полному телесному углу.

При наличии неупругих процессов полное эффективное сечение складывается из сечений упругих и неупругих процессов. Для более детальной характеристики рассеяния вводят эффективное сечение для отдельных типов неупругих реакций. Для множественных процессов важны т. н. инклюзивные сечения, описывающие вероятность появления в данном столкновении какой-либо определённой частицы или группы частиц.

Если взаимодействие между сталкивающимися частицами велико и быстро падает с увеличением расстояния, то эффективное сечение по порядку величины, как правило, равно квадрату радиуса действия сил или геометрическому сечению системы. Вследствие квантовомеханических явлений сечения могут существенно отличаться от этих значений (например, в случаях резонансного рассеяния и эффекта Рамзауэра ).

Экспериментальные измерения эффективного сечения рассеяния дают сведения о структуре сталкивающихся частиц. Так, измерения угловой зависимости сечения упругого рассеяния α-частиц атомами позволили открыть атомное ядро , а сечение упругого рассеяния электронов нуклонами – определить радиусы нуклонов и распределение в них электрического заряда и магнитного момента . При изучении эффективных сечений глубоко неупругих процессов рассеяния лептонов на нуклонах были обнаружены составляющие их «точечные» частицы достаточно малых размеров – партоны , в качестве которых выступают кварки . В квантовой теории эффективное сечение равно квадрату модуля амплитуды рассеяния . Связь полного сечения рассеяния с мнимой частью амплитуды упругого рассеяния на нулевой угол определяется оптической теоремой . Понятие «эффективное сечение» используется также в кинетических уравнениях, описывающих неравновесные процессы в статистической физике .

Опубликовано 16 августа 2022 г. в 15:52 (GMT+3). Последнее обновление 16 августа 2022 г. в 15:52 (GMT+3). Связаться с редакцией

Физика, поперечное сечение.

В физике нет такого понятия касательно провода. Есть в электротехнике — площадь поперечного сечения, без всяких гаданий. Также используют понятие «диаметр» в некоторых расчётах, например трансформаторов.
Оба термина однозначно говорят сами за себя.

Поперечное сечение может быть круглым, треугольным, квадратным. и так далее. Ну, и ебстественно, у поперечного сечения имеется площадь.

Кстати о проводах — в общем случае они могут быть не только круглыми.