नाभिकीय प्रकीर्णन और क्रॉस सेक्शन
प्रकीर्णन प्रयोग नाभिकों और कणों की संरचना की जांच करते हैं, और क्रॉस सेक्शन यह मापने का एक सार्वभौमिक तरीका प्रदान करता है कि किसी दी गई प्रतिक्रिया के होने की कितनी संभावना है।
Definition
एक क्रॉस सेक्शन, क्षेत्रफल की इकाइयों के साथ, उस संभावना का एक माप है कि जब कणों का एक पुंज एक लक्ष्य से टकराता है तो एक विशिष्ट नाभिकीय प्रतिक्रिया या प्रकीर्णन प्रक्रिया होती है, जबकि विभेदक क्रॉस सेक्शन यह बताता है कि वह संभावना प्रकीर्णन कोण पर कैसे वितरित होती है।
Scope
यह विषय नाभिकीय लक्ष्यों से प्रकीर्णन के लिए कण पुंजों के उपयोग, एक प्रभावी लक्ष्य क्षेत्र के रूप में क्रॉस सेक्शन की परिभाषा और व्याख्या, और प्रकीर्णित कणों के कोणीय वितरण को रिकॉर्ड करने वाले विभेदक क्रॉस सेक्शन को शामिल करता है। यह लोचदार और अलोचदार प्रकीर्णन, अनुनाद, और जिस तरह से प्रकीर्णन डेटा नाभिकीय आकार, आवेश वितरण और आंतरिक संरचना को प्रकट करता है, रदरफोर्ड द्वारा नाभिक की खोज से शुरू करते हुए, का वर्णन करता है।
Core questions
- क्रॉस सेक्शन नाभिकीय प्रतिक्रिया की संभावना को कैसे मापता है?
- प्रकीर्णित कणों का कोणीय वितरण लक्ष्य के बारे में क्या बताता है?
- प्रकीर्णन प्रयोगों ने नाभिक के अस्तित्व और आकार को कैसे स्थापित किया?
- अनुनाद क्या हैं, और वे नाभिकीय और कण संरचना के बारे में क्या संकेत देते हैं?
Key concepts
- कुल और विभेदक क्रॉस सेक्शन
- लोचदार और अलोचदार प्रकीर्णन
- प्रकीर्णन आयाम
- अनुनाद
- फॉर्म कारक और आवेश वितरण
- चमक और घटना दर
Key theories
- रदरफोर्ड प्रकीर्णन
- एक पतली पन्नी से अल्फा-कण प्रकीर्णन के रदरफोर्ड के विश्लेषण से पता चला कि विक्षेपण के लिए एक छोटे, घने, धनात्मक आवेश वाले नाभिक की आवश्यकता थी, और एक क्रॉस-सेक्शन सूत्र प्राप्त हुआ जिसकी प्रयोग द्वारा पुष्टि की गई।
- क्रॉस सेक्शन और प्रकीर्णन आयाम
- विभेदक क्रॉस सेक्शन क्वांटम प्रकीर्णन आयाम के वर्ग परिमाण से संबंधित है, जो मापे गए कोणीय वितरण को अंतर्निहित अंतःक्रिया क्षमता से जोड़ता है।
Clinical relevance
क्रॉस सेक्शन रिएक्टरों और परिरक्षण (shielding) को डिजाइन करने, कोलाइडर डेटा की व्याख्या करने, विकिरण परिवहन का मॉडलिंग करने, और प्रकीर्णन प्रयोगों से नाभिकीय और न्यूक्लियॉन संरचना जैसे आवेश त्रिज्या और पार्टन वितरण को निकालने के लिए आवश्यक इनपुट हैं।
History
क्रॉस-सेक्शन की अवधारणा रदरफोर्ड के 1911 के गीगर और मार्सडेन के अल्फा-प्रकीर्णन प्रयोगों की व्याख्या से उभरी, जिसने परमाणु नाभिक का खुलासा किया। 1950 के दशक में हॉफस्टैडर द्वारा इलेक्ट्रॉन-प्रकीर्णन प्रयोगों ने नाभिकीय आवेश वितरण को मापा, और बाद में गहरे अलोचदार प्रकीर्णन ने प्रोटॉन के अंदर क्वार्क को उजागर किया, जिससे प्रकीर्णन और क्रॉस सेक्शन उपपरमाण्विक भौतिकी के केंद्रीय उपकरण के रूप में स्थापित हुए।
Key figures
- Ernest Rutherford
- Hans Geiger
- Robert Hofstadter
Related topics
Seminal works
- rutherford1911
Frequently asked questions
- क्रॉस सेक्शन को क्षेत्रफल की इकाइयों में क्यों मापा जाता है?
- क्रॉस सेक्शन एक कण द्वारा किसी दी गई प्रतिक्रिया के लिए प्रस्तुत प्रभावी लक्ष्य क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। एक बड़ा क्रॉस सेक्शन अंतःक्रिया की उच्च संभावना का अर्थ है, जैसे कि लक्ष्य भौतिक रूप से बड़ा था।
- प्रकीर्णन में अनुनाद क्या है?
- अनुनाद एक विशेष ऊर्जा पर क्रॉस सेक्शन में एक तीव्र शिखर है, जो एक अर्ध-बद्ध अवस्था के अस्थायी गठन का संकेत देता है। अनुनाद नाभिक की उत्तेजित अवस्थाओं या अल्पकालिक कणों को प्रकट करते हैं।