منو
 صفحه های تصادفی
DVD
جنگ سرد
تعیین کنندگان زمان ظهور دروغگویند
ولاء اثباتی خاص
معایب و محاسن سئوالات باز و بسته
تاریخ تمرینی
دانشگاه علمی کاربردی
حضرت رضا علیه السلام در راه خراسان
ذخیره محصول
گریه فاطمه علیهاسلام در بیت الاحزان
 کاربر Online
647 کاربر online
تاریخچه ی: نظریه برخورد

نگارش: 2

نظریه برخورد (Collision theory)

فهرست مقالات نظریه برخورد

َ
مباحث علمی مباحث کاربردی و تجربی
قوانین پایستگی و برخورد برخورد ذرات هسته‌ای
ضربه نیرو برخورد ذرات باردار با ماده
برخورد کشسان برخورد ذرات خنثی با ماده
آونگ بالستیک آزمایش پراکندگی موج
سطح مقطع برخورد
احتمال برخورد
ضریب جهندگی
فرکانس برخورد
برخورد مولکولی
بدخورد غیر کشسان
برخورد کلاسیکی
برخورد نسبیتی
پراکندگی رادرفورد
نظریه برخورد کوانتومی
جابه جایی فاز در برخورد کوانتومی
پراکندگی کوانتومی
پراکندگی کوانتومی در انرژی‌های پایین
فرمول بریت ویگنر
دامنه پراکندگی و انرژی بستگی
پراکندگی وابسته به اسپین
تقریب بورن
پراکندگی ذرات یکسان
پراکندگی از اتمهای شبکه
جذب تابش در ماده
ضریب جذب جرمی
واپاشی در رهیافت ویگنر
معادله لیپمن شوینگر
قضیه اپتیکی
تقریب ایکونال
روش پاره موج‌ها
پراکندگی انرژی پایین
پراکندگی تشدیدی
تقارن در پراکندگی
فرمول زمانی پراکندگی
پراکندگی ناکشسان الکترون-اتم
پراکندگی کولنی
تغیییر بی درو و فاز هندسی
واپاشی‌های غیر نمایی


دید کلی

نظریه برخورد همانگونه که از نامش پیداست به بررسی برخورد ذرات مختلف با یکدیگر میپردازد. بسیاری از رسوبات مربوط به برخورد را میتوان با استفاده از قوانین بقا جواب داد. از طرف دیگر چون قوانین بقا در مکانیک کوانتوم نیز معتبر است، لذا نتایجی که از استعمال آنها حاصل میشود، در مورد ذراتی با اندازههای اتمی و زیر اتمی و کلان نیز معتبر است. دربیشتر مسایل برخورد ، ذرات برخورد کننده با سرعت ثابت حرکت میکنند، و مدتی قبل از برخورد و بعد از آن تحت تاثیر هیچ گونه نیرویی قرار نمیگیرند، در حالیکه به هنگام برخورد ، تحت تاثیر نیروهایی هستند که بر یکدیگر وارد میکنند.
بنابراین از آنچه گفتهشد میتوان نتیجه گرفت که برخورد را میتوان با توجه به نوع و اندازه ذرات برخوردکننده مورد مطالعه قرار داد. بعنوان مثال در برخورد دو ذره با اندازههای بزرگ ، برخورد و تماس ذرات با یکدیگر کاملا اتفاق میافتد، در صورتی که برخورد ذرات باردار اصلا تماسی بین ذرات صورت نمیگیرد، بلکه ذرات در اثر نیروهایی که به یکدیگر وارد میکنند از کنار یکدیگر پراکنده میشوند. بنابراین در حالت کلی برخورد را میتوان از دو دیدگاه مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی مورد مطالعه قرار داد.

نظریه برخورد از دیدگاه مکانیک کلاسیک

دو ذره با اندازههای معمولی در نظر میگیریم که در حالت کلی به طرف یکدیگر در حال حرکت هستند. ذرات بعد از برخورد با یکدیگر در مسیرهای متفاوت پراکنده میشوند. در این حالت اگر نیروهای متقابل بههنگام برخورد ، تابع قانون سوم نیوتن باشند، اندازه حرکت خطی کل ذرات قبل از برخورد و بعد از برخورد برابر خواهد بود. اگر قانون سوم نیوتن به صورت دقیقش معتبر باشد، اندازه حرکت زاویهای کل نیز بقا خواهد داشت.
هچنین اگر نیروهای متقابل پاستیار باشند (به عنوان مثال نیروی اصطکاک یا نیروهای غیر پاستیار دیگر وجود نداشته باشد)، انرژی جنبشی ثابت خواهد بود (چون انرژی پتانسیل قبل و بعد از برخورد یکسان است). در هرحال ، اگر تمام انرژی و اندازه حرکت ، و اندازه حرکت زاویهای از جمله آنچه را که با تمام تشعشعات صادر شده از دستگاه و تمام انرژیهایی که از صورت جنبشی بهصورتهای دیگر و بالعکس تبدیل میشوند همراه است در نظر بگیریم، قوانین بقا همیشه معتبر خواهند بود.
شایان ذکر است که آنچه در مورد برخورد ذرات در مکانیک کلاسیک گفتهشد. در حالت کلی است. به عبارت دیگر برخورد در مکانیک کلاسیک را میتوان با توجه به ابعاد سیستم مورد بررسی و نیروهای متقابل بین ذرات برخورد کننده به صورت مبسوط شرح داد.

انواع برخورد در مکانیک کلاسیک

  • برخورد الاستیک :
در این حالت اندازه حرکت خطی در ذره ، قبل و بعد از برخورد بقا خواهد داشت و علاوه بر آن انرژی جنبشی نیز ثابت خواهد بود. و ذرات بعد از برخورد متناسب با جرم خود سرعت قبل از برخورد پراکنده میشوند. در این حالت هیچگونه نیروی تلفکننده یا غیر پاستیار وجود ندارد.


  • برخورد غیر الاستیک :
اگر یکی از نیروهای متقابل بین ذرات برخورد کننده ، غیر پاستیار باشد در اینصورت انرژی جنبشی قبل از برخورد و بعد از برخورد یکسان نخواهد بود. و بسته به علامت تفاضل انرژی جنبشی قبل از برخورد و بعد از برخورد ، برخورد انرژیگیر یا انرژیزا خواهد بود. در این حالت فقط اندازه حرکت بقا خواهد داشت.


  • برخورد غیر الاستیک کامل :
اگر ذرات در اثر برخورد به یکدیگر چسبیده و بعد از برخورد به همراه یکدیگر مانند یک جسم حرکت کنند برخورد را غیر الاستیک کامل می‌گویند. بعنوان مثال تکه چوبی را در نظر بگیرید که بوسیله دو تکه ریسمان از محلی آویخته شده‌است، اگر گلوله‌ای را به طرف این تکه چوب شلیک کنیم، گلوله در داخل تکه‌چوب قرار می‌گیرد و بعد از برخورد می‌ایستند و باهم حرکت می‌کنند.

برخورد مکانیک کوانتومی

ساختار اتمی و مولکولی بیشتر از طریق طیف‌نمایی کند و کاو شده است. برای درک نیروهای هسته‌ای و قوانین حاکم بر برهمکنش‌های بین ذرات بنیادی ، تنها تکنیک قابل استفاده ، پراکندگی ذرات کوناکون بویسله هدفهای مختلف است. بعنوان مثال رادرفورد برای مطالعه ساختار اتمی ابتدا صفحه طلا را بوسیله ذرات آلفا مورد بمباران قرار داد و با مطالعه ذرات پراکنده شده به مطالعه ساختار اتمها پرداخت.
اتمی را در نظر بگیرید که در حالت پایه خود قرار دارد. اگر این اتم به نحوی (مثل گرم کردن) تحریک شود و به ترازهای بالاتر برانگیخته شود، بعد از مدت کوتاهی با صدور یک فوتون به حالت پایه خود بر می‌گردد. این فرایند را پراکندگی یا برخورد نمی‌گویند، بلکه این فرایند تنها یک فرایند تحریک است. اما در هسته‌ها و ذرات بنیادی چون طول عمر ذرات به حد کافی طولانی نیست لذا تفکیک بین پراکندگی و واپاشی تقریبا غیر ممکن است.

مقطع برخرود

در مورد ذرات با ابعاد اتمی و زیراتمی چون اندازه ذرات برخورد کننده بسیار کوچک است، بنابراین با تعریف کمیتی بنام سطح مقطع برخورد ، این فرایند مورد مطالعه قرار می‌گیرد. شیوه ایده‌آل صحبت از پراکندگی فرمول‌بندی کردن معادلاتی است که آنچه را که اتفاق می‌افتد، دقیقا توصیف می‌کنند. از طرف دیگر چون بر اساس اصل روبروی به هر ذره مادی یک حال موجی نیز نسبت می‌دهیم، بنابراین نزدیک شدن ذره فرودی به ذره هدف را به صورت یک بسته موجی تعریف می‌کنیم که به آن نزدیک می‌شود.
بسته موج باید از لحاظ فضایی بزرگ باشد، به‌طوری که در طول آزمایش به‌طور محسوس پهن نشود و باید در مقایسه با ذره هدف بزرگ ولی در مقایسه با ابعاد آزمایشگاه کوچک باشد، یعنی ، نباید همزمان هدف و آشکارساز را همپوشی کند. ابعاد جانبی در واقع از اندازه باریکه در شتاب‌دهنده تعیین می‌شوند. در آنجا برهمکنش با هدف صورت می‌گیرد و سرانجام دو بسته موج می‌بینیم. یکی از آن دو که مستقیم به جلو می‌رود و قسمت پراکنده نشده باریکه فرودی را تشکیل می‌دهد و دیگری تحت زاویه‌ای پراکنده می‌شود و ذرات پراکنده شده را توصیف می‌کند.
تعداد ذرات پراکنده شده به درون زاویه فضایی مفروض ، در واحد زمان و واحد شار فرودی ، مقطع پراکندگی دیفرانسیلی تعریف می‌شود. به‌عبارت دیگر در اطراف ذره هدفسطحی تعریف می‌شود که اگر ذره فرودی به داخل این سطح وارد شود، برخورد صورت می‌گیرد در غیر اینصورت برخورد ، وجود نخواهد داشت. این سطح فرضی بعنوان سطح مقطع برخورد معروف است.

یک مثال

یک نمونه بسیار بارز از اینگونه برخورد ، پراکندگی کامپتون می‌باشد. در این حالت تابشی با طول موج مفروض به یک ورقه فلزی تابانده می‌شود. این باریکه را طبق نظریه پلانک می‌توان به صورت فوتونهایی با انرژی hv در نظر گرفت. بنابراین فوتون با الکترون در حال سکونی در داخل اتم برخورد می‌کنند. بعد از برخورد یک فوتون پراکنده و یک فوتون پس زدته شده، خواهیم داشت.
روابط مربوط به این پدیده با لحاظ کردن قوانین بقای اندازه حرکت و انرژی می‌توان بدست آورد.



تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 چهارشنبه 17 اسفند 1384 [06:52 ]   4   مجید آقاپور      جاری 
 چهارشنبه 30 دی 1383 [07:13 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 شنبه 21 آذر 1383 [15:10 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 10 آذر 1383 [13:34 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..