Передача импульса

Процесс передачи импульса из одного места в другое

В физике элементарных частиц , волновой механике и оптике передача импульса — это количество импульса , которое одна частица передает другой. Его также называют вектором рассеяния , поскольку он описывает передачу волнового вектора в волновой механике.

В простейшем примере рассеяния двух сталкивающихся частиц с начальными импульсами , приводящего к конечным импульсам , передача импульса определяется выражением ${\displaystyle {\vec {p}}_{i1},{\vec {p}}_{i2}}$ ${\displaystyle {\vec {p}}_{f1},{\vec {p}}_{f2}}$

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

где последнее тождество выражает сохранение импульса . Передача импульса является важной величиной, поскольку является лучшей мерой для типичного разрешения расстояния реакции, чем сами импульсы. ${\displaystyle \Delta x=\hbar /|q|}$

Волновая механика и оптика

Волна имеет импульс и является векторной величиной. Разность импульса рассеянной волны и падающей волны называется передачей импульса . Волновое число k является абсолютным значением волнового вектора и связано с длиной волны . Передача импульса задается в единицах волнового числа в обратном пространстве ${\displaystyle p=\hbar k}$ ${\displaystyle k=p/\hbar }$ ${\displaystyle k=2\pi /\lambda }$ ${\displaystyle Q=k_{f}-k_{i}}$

Дифракция

Передача импульса играет важную роль в оценке дифракции нейтронов , рентгеновских лучей и электронов для исследования конденсированных сред . Дифракция Лауэ-Брэгга происходит на атомной кристаллической решетке , сохраняет энергию волны и поэтому называется упругим рассеянием , где волновые числа конечной и падающей частиц, и , соответственно, равны и только направление изменяется на обратный вектор решетки с отношением к шагу решетки . Поскольку импульс сохраняется, передача импульса происходит в кристаллический импульс . ${\displaystyle k_{f}}$ ${\displaystyle k_{i}}$ ${\displaystyle G=Q=k_{f}-k_{i}}$ ${\displaystyle G=2\pi /d}$

Представление в обратном пространстве является общим и не зависит от типа излучения и длины волны, а только от системы образца, что позволяет сравнивать результаты, полученные многими различными методами. Некоторые устоявшиеся сообщества, такие как порошковая дифракция, используют угол дифракции в качестве независимой переменной, что хорошо работало в первые годы, когда было доступно только несколько характерных длин волн, таких как Cu-K . Связь с -пространством ${\displaystyle 2\theta }$ ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle Q}$

${\displaystyle Q=2k\sin \left(\theta \right)}$

с и по сути утверждает, что большее соответствует большему . ${\displaystyle k={2\pi }/{\lambda }}$ ${\displaystyle 2\theta }$ ${\displaystyle Q}$

Смотрите также

• Атомный форм-фактор
• Переменные Мандельштама
• Поперечное сечение передачи импульса
• Импульс (физика)