Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Рассеяние Мотта , также называемое неупругим кулоновским рассеянием со спиновой связью , представляет собой разделение двух спиновых состояний электронного пучка за счет рассеяния пучка на кулоновском поле тяжелых атомов. Он назван в честь Невилла Фрэнсиса Мотта , который первым разработал теорию. В основном он используется для измерения спиновой поляризации электронного пучка.

Говоря простым языком, рассеяние Мотта похоже на рассеяние Резерфорда, но вместо альфа-частиц используются электроны , поскольку они не взаимодействуют посредством сильного взаимодействия (только слабого и электромагнитного). Это позволяет им проникать в ядро атома , что дает ценную информацию о структуре ядра.

Электроны часто попадают в золотую фольгу, потому что золото имеет высокий атомный номер (Z), не реагирует (не образует оксидный слой) и может быть легко превращено в тонкую пленку (уменьшая многократное рассеяние). Наличие спин-орбитального члена в потенциале рассеяния вносит спиновую зависимость в сечение рассеяния. Два детектора с одинаковым углом рассеяния слева и справа от фольги подсчитывают количество рассеянных электронов. Асимметрия A, определяемая по формуле:

пропорциональна степени спиновой поляризации P согласно A = SP, где S - функция Шермана .

Формула сечения Мотта представляет собой математическое описание рассеяния пучка электронов высокой энергии на положительно заряженной точке в пространстве размером с ядро ​​атома. Рассеяние Мотта - это теоретическая дифракционная картина, созданная такой математической моделью. Он используется в качестве отправной точки в расчетах при исследованиях дифракции электронного рассеяния.

Уравнение для сечения Мотта включает член неупругого рассеяния для учета отдачи протона или ядра-мишени. Это также может быть исправлено на релятивистские эффекты электронов высоких энергий и на их магнитный момент. [1]

Когда экспериментально обнаруженная дифракционная картина отклоняется от математически полученного рассеяния Мотта, это дает ключ к разгадке размера и формы атомного ядра [2] [1] Это потому, что сечение Мотта предполагает только кулоновское и магнитное взаимодействия точечных частиц между поступающие электроны и цель. Когда цель представляет собой заряженную сферу, а не точку (как и все настоящие протоны и ядра), можно использовать дополнения к уравнению сечения Мотта ( члены форм-фактора ) для исследования распределения заряда внутри сферы.

Приближение Борна дифракции пучка электронов на атомных ядрах является продолжением Mott рассеяния. [3]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б «Рассеяние электронов на ядрах» . Гиперфизика . Проверено 19 марта 2020 .
  2. ^ Rose, ME (1948-02-15). «Распределение заряда в ядрах и рассеяние электронов высоких энергий». Физический обзор . Американское физическое общество (APS). 73 (4): 279–284. DOI : 10.1103 / Physrev.73.279 . hdl : 2027 / mdp.39015074122907 . ISSN 0031-899X . 
  3. ^ Мотт, NF; Мэсси, HSW (1965). Теория атомных столкновений (3-е изд.). Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 978-0-19-851242-4. OCLC  537272 .
  • Stohr, J .; Зигманн, ХК (2006). Магнетизм: от основ до наномасштабной динамики . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. DOI : 10.1007 / 978-3-540-30283-4 . ISBN 978-3-540-30282-7.
  • Гей, TJ; Даннинг, FB (1992). «Электронная поляриметрия Мотта» . Обзор научных инструментов . Издательство AIP. 63 (2): 1635–1651. DOI : 10.1063 / 1.1143371 . ISSN  0034-6748 .