Apa itu Penampang lintang? — Fisika

Definisi 15.1 Fisika Universitas — Tahun 3 · Bab 15 — Teori Hamburan

Kirimkanlah berkas seragam berfluks $\Phi$ (partikel tiap satuan luas tiap sekon) ke satu partikel sasaran. Laju proyektil yang terhambur ke dalam sudut ruang $\dd\Omega$ di sekitar arah $(\theta, \varphi)$ mendefinisikan penampang lintang diferensial,

\dd\dot N = \Phi\,\frac{\dd\sigma}{\dd\Omega}\,\dd\Omega ,

dan integralnya $\sigma = \int(\dd\sigma/\dd\Omega)\,\dd\Omega$ adalah penampang lintang total: yakni luas yang secara efektif disajikan sasarannya. Untuk lempeng tipis dengan $n$ sasaran tiap satuan volume, sebuah berkas melemah sebagai $\eu^{-n\sigma x}$ : penampang lintang diukur dengan mencacah apa yang keluar. Satuannya: fisika inti memakai barn, $1\,\mathrm{b} = 10^{-28}\,\mathrm{m}^{2}$ — kira-kira seukuran geometris sebuah inti uranium, “sebesar lumbung” bagi sebuah neutron.

Percobaan hamburannya: gelombang bidang masuk, gelombang bola keluar, dan sebuah detektor pada sudut yang mencacah. Pola sudut cacahnya adalah fisika sasarannya. — Percobaan hamburannya: gelombang bidang masuk, gelombang bola keluar, dan sebuah detektor pada sudut $\theta$ yang mencacah. Pola sudut cacahnya adalah fisika sasarannya.

Contoh

Contoh 15.4 (Dari Yukawa ke Rutherford)

Untuk potensial Coulomb tersaring $V = \dfrac{Q_1Q_2}{4\pi \varepsilon_0 r}\,\eu^{-r/a}$ integral Bornnya bersifat dasar (Latihan 15.5) dan, ketika jejari penyaringnya $a \to \infty$ ,

\frac{\dd\sigma}{\dd\Omega} = \Big(\frac{Q_1Q_2}{16\pi\varepsilon_0 E}\Big)^2 \frac{1}{\sin^4(\theta/2)} :

yakni penampang lintang Rutherford. Karena kebetulan yang hanya dimiliki $1/r$ , perhitungan klasiknya, hampiran Bornnya dan jawaban kuantum eksaknya semuanya sepakat — dan itulah sebabnya Rutherford, yang menghitung secara klasik pada 1911, memperoleh rumus yang benar dan, dari pembenarannya kilatan demi kilatan, memperoleh inti atomnya (Soal 15.1).

Baca dalam konteks →