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Streu-Experimente - Der (totale) Wirkungsquerschnitt bei Coulomb-Streuung  

Wie groß ist der (totale) Wirkungsquerschnitt s bei Coulomb-Streuung, wie groß ist also die Fläche, bei der das Teilchen, wenn es durch sie fliegt, eine Ablenkung erfährt? 

Allgemein ist der WQ
s das Integral des differenziellen WQ d s /d W über alle Raumwinkelelemente d W
 

Der WQ ist das Integral des differenziellen WQ über alle Raumwinkelelemente


Wir drücken wieder d W durch d q aus :
d W = 2 p sin q . d q    
Da die Situation radialsymmetrisch ist, verursacht der Azimutwinkel f nur den Faktor 2 p  
Das Integral über den Azimutwinkel hinterlässt nur ein '2 pi'

Nun setzen wir den differenziellen Wirkungsquerschnitt d s/ d W für die Coulomb-Streuung   

Der differenzielle Wirkungsquerschnitt der Coulomb-Streuung  

ein, und müssen folgendes Integral berechnen:   

Das Integral divergiert

Das Ergebnis ist bereits angegeben,
s = ¥ Es ist nach den Regeln leicht zu sehen, dass das Integral divergiert.
 
Dieses Ergebnis entspricht der Tatsache, dass die elektromagnetische Wechselwirkung eine unendliche Reichweite besitzt. Wir haben dies bereits an anderer Stelle besprochen  zur vorangegangenen Besprechung des WQ bei Coulomb-Streuung.
Wie erwähnt, findet strenggenommen immer Streuung statt, wenn auch bei verschwindend kleinen Streuwinkeln. In der Praxis ist aber die Ladung des Atomkerns von der Elektronenhülle abgeschirmt. Für sehr große Stoßparameter b muss die
starke Divergenz des 'Sinus hoch minus 4' für theta gegen Null
Streuwahrscheinlichkeit daher modifiziert werden. Das Integral ergibt dann einen endlichen Wert für den totalen Wirkungsquerschnitt.  

Auf der nächsten Seite findet man zwei Messbeispiele von Wirkungsquerschnitten.
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