Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электрон-фотон шашырауының қимасы
Electron photon scattering cross section
Бөлшек физикасында Клейн-Нишина формуласы кванттық электродинамиканың ең төменгі ретімен есептелген, бір еркін электроннан шашыраған фотондардың дифференциалдық қимасын (яғни, оқиғаның ықтималдығы мен бұрыштық үлестірілімін) көрсетеді. Бұл формула алғаш рет 1928 жылы Оскар Клейн мен Йосио Нишина еңбектерінде шығарылған, және Дирак теңдеуінің алғашқы сәтті қолданылған мысалы болып табылады. Формула төмен энергиялы фотондардың (мысалы, көрінетін жарық) Томсон шашырауын және жоғары энергиялы фотондардың (мысалы, рентген және гамма сәулелері) Комптон шашырауын сипаттайды, сонымен қатар фотон энергиясының артуымен жалпы қиманың және күтілетін шашырау бұрышының кемитінін көрсетеді.
In particle physics, the Klein–Nishina formula gives the differential cross section (i. e. the "likelihood" and angular distribution) of photons scattered from a single free electron, calculated in the lowest order of quantum electrodynamics. It was first derived in 1928 by Oskar Klein and Yoshio Nishina, constituting one of the first successful applications of the Dirac equation. The formula describes both the Thomson scattering of low energy photons (e. g. visible light) and the Compton scattering of high energy photons (e. g. x rays and gamma rays), showing that the total cross section and expected deflection angle decrease with increasing photon energy.
Поляризацияланған фотондар
Егер келіп түскен фотон поляризацияланған болса, шашыраған фотон азимуттық бұрышқа қатысты изотропты болмайды. Тыныштап тұрған бос электроннан шашыраған сызықтық поляризацияланған фотон үшін дифференциалдық қима мына формуламен беріледі:
If the incoming photon is polarized, the scattered photon is no longer isotropic with respect to the azimuthal angle. For a linearly polarized photon scattered with a free electron at rest, the differential cross section is instead given by:
мұндағы – азимуттық шашырау бұрышы. Ескеріңіз, поляризацияланбаған дифференциалдық қиманы бойынша орташа есептеу арқылы алуға болады.
where is the azimuthal scattering angle. Note that the unpolarized differential cross section can be obtained by averaging over .
Жалпы көлденең қимасы
Дифференциалдық қиманы интегралдау арқылы жалпы қиманы табуға болады. Төмен энергия шегінде энергияға тәуелділік болмайды және біз Томсон қимасын (~66.5 fm²) аламыз.
The differential cross section may be integrated to find the total cross section. In the low energy limit there is no energy dependence and we recover the Thomson cross section (~66.5 fm2):
Тарих
Клейн-Нишина формуласы 1928 жылы Оскар Клейн мен Йосио Нишина еңбегімен жасалды және кванттық электродинамиканы зерттеуден алынған алғашқы нәтижелердің бірі болды. Релятивистік және кванттық механикалық эффектілерді ескеру, нысана электроннан сәуле шашырауын сипаттайтын дәл теңдеуді жасауға мүмкіндік берді. Бұл формула жасалғанға дейін электронның қимасы британдық физик, электронды ашқан Дж. Дж. Томсон тарапынан классикалық жолмен есептелген болатын. Дегенмен, шашырату эксперименттері Томсон қимасының болжамдарынан айтарлықтай өзгешеліктерді көрсетті. Ал келесі шашырату эксперименттері Клейн-Нишина формуласының болжамдарымен толық сәйкес келді.
The Klein–Nishina formula was derived in 1928 by Oskar Klein and Yoshio Nishina, and was one of the first results obtained from the study of quantum electrodynamics. Consideration of relativistic and quantum mechanical effects allowed development of an accurate equation for the scattering of radiation from a target electron. Before this derivation, the electron cross section had been classically derived by the British physicist and discoverer of the electron, J. J. Thomson. However, scattering experiments showed significant deviations from the results predicted by the Thomson cross section. Further scattering experiments agreed perfectly with the predictions of the Klein–Nishina formula.