Streu-Experimente
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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
:
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
.
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Nun
setzen wir den differenziellen Wirkungsquerschnitt d
s/
d
W
für die Coulomb-Streuung
ein,
und müssen folgendes Integral berechnen:
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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
.
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
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Streuwahrscheinlichkeit daher modifiziert werden.
Das Integral ergibt dann einen endlichen Wert für den totalen Wirkungsquerschnitt.
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Auf der nächsten Seite findet man zwei Messbeispiele von Wirkungsquerschnitten.
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