Transfer pędu

W fizyce cząstek elementarnych , mechanice falowej i optyce przenoszenie pędu to ilość pędu , jaką jedna cząstka nadaje innej cząstce . Jest również nazywany wektorem rozpraszania , ponieważ opisuje przenoszenie wektora falowego w mechanice falowej.

W najprostszym przykładzie rozpraszania dwóch zderzających się cząstek z początkowym pędem ${\ Displaystyle {\ vec {p}} _ {i1}, {\ vec {p}} _ {i2}}$ , w wyniku końcowego pędu ${\ Displaystyle {\ vec {p}} _ {f1}, {\ vec {p}} _ {f2}}$ przeniesienie pędu jest określone przez

{\ Displaystyle {\ vec {q}} = {\ vec {p}} _ {i1} - {\ vec {p }}_{f1}={\vec {p}}_{f2}-{\vec {p}}_{i2}}

gdzie ostatnia tożsamość wyraża zachowanie pędu . Transfer pędu jest ważną wielkością, ponieważ ${\ Displaystyle \ Delta x = \ hbar /|q|}$ jest lepszą miarą typowej rozdzielczości reakcji na odległość niż same pędy.

Mechanika falowa i optyka

Fala ma $wektorową$ wielkością Różnica pędu fali rozproszonej i fali padającej nazywana jest przeniesieniem pędu . k $k = p / \ hbar}$ Displaystyle $/ \ lambda}$ związana z długością fali k { pi . Przeniesienie pędu jest podane w jednostkach liczby falowej w przestrzeni odwrotności ${\ Displaystyle Q = k_ {f} -k_ {i}}$

Dyfrakcja

Transfer pędu odgrywa ważną rolę w ocenie dyfrakcji neutronów , promieniowania rentgenowskiego i elektronów w badaniu materii skondensowanej . Dyfrakcja Laue-Bragga zachodzi na sieci krystalicznej atomu , zachowuje energię fal i dlatego nazywana jest rozpraszaniem elastycznym , gdzie liczby falowe końcowe i padające cząstki i $\ displaystyle k_ {f}}$ i ${\ displaystyle k_ {i }}$ , odpowiednio, są równe i tylko kierunek zmienia się o odwrotny wektor sieci ${\ Displaystyle G = Q = k_ {f} -k_ {i}}$ w stosunku do rozstawu sieci ${\ Displaystyle G = 2 \ pi / d}$ . Ponieważ pęd jest zachowany, następuje przeniesienie pędu do pędu kryształu .

Prezentacja w przestrzeni odwrotnej jest ogólna i nie zależy od zastosowanego rodzaju promieniowania i długości fali, a jedynie od układu próbek, który pozwala na porównanie wyników uzyskanych wieloma różnymi metodami. Niektóre ustalone społeczności, takie jak dyfrakcja proszkowa , wykorzystują kąt dyfrakcji jako zmienną niezależną, która $α$ dobrze we wczesnych latach, kiedy tylko kilka charakterystycznych długości fal, takich jak Cu-K $displaystyle \ alpha}$ były dostępne. Związek z ${\ displaystyle Q}$ -przestrzeń jest

{\ Displaystyle Q = 2k \ sin \ lewo (\ teta \ po prawej)}

z ${\ Displaystyle k = {2 \ pi} / {\ lambda}}$ i zasadniczo stwierdza, że większy odpowiada większemu $Displaystyle$ $2 \ theta}$ .

Zobacz też