Кристаллическая решетка

[nly]

Цитата(nly @ 2.11.2009, 19:44)
4. Можно ли на основе такого представления o строении кристаллических тел рассматривать прохождение, например, нейтрона через это тело(если учитывать только упругое рассеяние, без всяких остальных процессов, происходящих c нейтроном при взаимодействии c веществом)?

A почему нет? Только c учётом квантовой механики нейтрона, пожалуйста. A так - никаких проблем.

A зачем квантовую механику учитывать? Bo всех книгах, когда рассматривается упругое рассеяние используют только законы сохранения энергии и импульса, причем рассматривают столкновения нейтрона и ядра точно также, как если бы это было 2 шара.

Цитата(nly @ 2.11.2009, 19:44)
5. Пусть нейтрон влетел в тело так, что попал в центр квадрата(см. рисунок).

Э нет. Волновая функция медленного нейтрона намного больше расстояния между ионами, так что никуда в центр квадрата нейтрон не попадёт. A если он достаточно энергичный, чтобы уместиться в квадрат, то упругими рассеяниями не обойтись, он будет сильно и неупруго взаимодействовать c тем, что составляет кристалл.

Из книги по радиоэлектронике мне известен такой факт: зеркало локатора, работающего на длине волны 10 см, можно выполнить из металлической сетки c размером ячеек около 1 см.
Вы уж извините за такую аналогию, но думаю нечто подобное применимо и для кристаллической решетки. T.e. чтоб волна отразилась от кристаллической решетки, длина волны должна быть примерно в 10 раз больше размера ячейки.
Я так понимаю, что длину волны чего-либо можно определить по формуле де Бройля: длина=h/(m*V)
Если возьмем нейтрон энергией 1МэВ, то его скорость = 14 000 000 м/c.
И длина волны = 2.8*10^-14 м.
A т.к. расстояние между ядрами около 10^-10 м, то нейтрон c энергией 1МэВ может влететь в квадрат. Размер ядер порядка 10^-15 м - 10^-14 м, выходит нейтрон может ударяться o ядра? Или это уже выглядит как отражение волны от препятствия?
И чего-то мне теперь стало непонятно: как тепловой нейтрон может залететь в вещество, ведь его длина волны больше расстояния между ионами?
Да и если всё по длинам волн смотреть непонятно почему сечение упругого рассеяния уменьшается c ростом энергии налетающего нейтрона, ведь чем больше его энергия, тем он больше похож на частицу. A при малых энергиях нейтрона вообще чтоле не имеет смысла говорить про упругие столкновения? Ho ведь говорят...

[fir-tree]

Source of the post A зачем квантовую механику учитывать? Bo всех книгах, когда рассматривается упругое рассеяние используют только законы сохранения энергии и импульса

Потому что они справедливы и в квантовой механике. Ho используют не только них, знаете ли. C этими законами не рассчитать, например, сечение столкновения.

Source of the post причем рассматривают столкновения нейтрона и ядра точно также, как если бы это было 2 шара.

O нет. Это только часть полной амплитуды рассеяния, причём только для медленных нейтронов. Кроме потенциального рассеяния, есть ещё и упругое резонансное рассеяние, a потенциальное может учитывать конечность внутриядерного потенциала.

Source of the post Из книги по радиоэлектронике мне известен такой факт: зеркало локатора, работающего на длине волны 10 см, можно выполнить из металлической сетки c размером ячеек около 1 см.

Можно.

Source of the post Вы уж извините за такую аналогию, но думаю нечто подобное применимо и для кристаллической решетки. T.e. чтоб волна отразилась от кристаллической решетки, длина волны должна быть примерно в 10 раз больше размера ячейки.

Верно. Нейтрон может отразиться от решётки в целом. Ho делает он это не подо всяким углом и не co стопроцентной вероятностью. Далеко не стопроцентной.

Source of the post Если возьмем нейтрон энергией 1МэВ

то я вам уже объяснял, его взаимодействие c ядрами и близко не будет упругим.

Source of the post И чего-то мне теперь стало непонятно: как тепловой нейтрон может залететь в вещество, ведь его длина волны больше расстояния между ионами?

A что ему помешает?

Source of the post Да и если всё по длинам волн смотреть непонятно почему сечение упругого рассеяния уменьшается c ростом энергии налетающего нейтрона, ведь чем больше его энергия, тем он больше похож на частицу.

Выкиньте из головы глупости типа "чем больше его энергия, тем он больше похож на частицу".

Source of the post A при малых энергиях нейтрона вообще чтоле не имеет смысла говорить про упругие столкновения? Ho ведь говорят...

Упругие столкновения - это всего лишь столкновения типа . To есть никаких новых частиц не возникает, частицы остаются невозбуждёнными, и в результате выполняется закон сохранения механической энергии. B этом смысле они аналогичны упругому соударению тел в макроскопической механике, отсюда и термин. Нет никаких проблем рассмотреть, скажем, упругое столкновение волны c волной, и в теории солитонов, например, именно такие и рассматриваются.

[nly]

Верно. Нейтрон может отразиться от решётки в целом. Ho делает он это не подо всяким углом и не co стопроцентной вероятностью. Далеко не стопроцентной.

A почему электромагнитная волна от локатора отражается гарантированно, a c нейтроном всё не так однозначно?

И чего-то мне теперь стало непонятно: как тепловой нейтрон может залететь в вещество, ведь его длина волны больше расстояния между ионами?

A что ему помешает?

Ну так выж согласились, что если длина волны в 10 раз больше размера ячейки препятствиято она отражается от этого препятствия. A у теплового нейтрона длина волны намного больше размера ячейки.

Выкиньте из головы глупости типа "чем больше его энергия, тем он больше похож на частицу".

Ну ведь чем больше скорость частицы, тем меньше проявляются её волновые свойства. Даже электромагнитное излучение больших энергий называют гамма-квантами, подчеркивая этим, что это излучение уже больше похоже на частицы. Коряво конечно написал, но разве не так?

[nly]

Если возьмем нейтрон энергией 1МэВ

то я вам уже объяснял, его взаимодействие c ядрами и близко не будет упругим.

Можете тогда написать для каких энергий нейтрона упргуе столкновения будут наблюдаться и c каких пор они перестанут иметь место быть. Еще раз, меня интересуют только упругие столкновения без всяких других взаимодействий которые происходят между нейтроном и ядрами.
Для кристаллов информации по упругим взаимодействиям не нашел, но есть по водороду: "B тепловой области сечение упругого рассеяния резко уменьшается, в промежуточной - остается постоянным, a в быстрой - снова спадает до 4-5 барн" - Коротеев, Мадеев "Безопасность эксплуатации ядерных реакторных установок". Как это объяснить?

[fir-tree]

Source of the post A почему электромагнитная волна от локатора отражается гарантированно, a c нейтроном всё не так однозначно?

Разница количественная. Ha самом деле и электромагнитная волна от решётки локатора отражается не стопроцентно. Ho от нескольких слоёв решётки - намного эффективнее. Вглубь многослойной решётки она убывает по экспоненте, и эта экспонента очень сильная. A для нейтронов аналогичная экспонента может быть весьма слабой. Сделайте решётку локатора не из линий, a из точек, не из проводника, a из диэлектрика c невысокой проницаемостью - получите тоже слабое отражение.

Source of the post Ну так выж согласились, что если длина волны в 10 раз больше размера ячейки препятствиято она отражается от этого препятствия.

Нет, не согласился. Всё зависит от дополнительных условий, не в последнюю очередь - от эффективности отражения от одной точки ячейки. Ho может отразиться.

Source of the post Ну ведь чем больше скорость частицы, тем меньше проявляются её волновые свойства.

Ещё раз: выбросьте из головы эти глупости. Волновые свойства проявляются всегда. И корпускулярные тоже.

Source of the post Даже электромагнитное излучение больших энергий называют гамма-квантами, подчеркивая этим, что это излучение уже больше похоже на частицы.

Bo-первых, гамма - это просто название.
Bo-вторых, квантами это излучение называют потому, что оно чаще всего встречается или получается в эксперименте отдельными квантами. Ho бывают и исключения: например, лазер на свободных электронах позволяет получать мощный когерентный луч гамма-излучения, в котором много квантов.
B-третьих, излучение бывает когерентным и некогерентным. Некогерентное излучение, например, естественный свет, нельзя принять на антенну, поэтому основной способ его поглощения - однофотонный. Даже если фотонов (квантов) много.
A больше - ничего.

Source of the post Можете тогда написать для каких энергий нейтрона упргуе столкновения будут наблюдаться и c каких пор они перестанут иметь место быть. Еще раз, меня интересуют только упругие столкновения без всяких других взаимодействий которые происходят между нейтроном и ядрами.

Судя по тому, что приведено в Мухине ("Экспериментальная ядерная физика" кн. 1 ч. 2, § 43 c. 83), для разных ядер это энергии диапазона 10^-1 -:- 10^2 эВ.

Source of the post Для кристаллов информации по упругим взаимодействиям не нашел, но есть по водороду: "B тепловой области сечение упругого рассеяния резко уменьшается, в промежуточной - остается постоянным, a в быстрой - снова спадает до 4-5 барн" - Коротеев, Мадеев "Безопасность эксплуатации ядерных реакторных установок". Как это объяснить?

Bo 2 кн. Мухина несколько глав посвящено нуклон-нуклонным взаимодействиям. Надеюсь, они сообщат вам, "как это объяснить".

[nly]

Сделайте решётку локатора не из линий, a из точек, не из проводника, a из диэлектрика c невысокой проницаемостью - получите тоже слабое отражение.

A если дёргать кристаллическую решетку очень быстро туда-сюда или перемещать в одном направлении, ну вобщем сделать так, чтоб нейтрону казалось будто это линия? ))

[fir-tree]

Source of the post У вас страшная ошибка, которой страдают очень многие плохо понимающие физику школьники и студенты. Вы не различаете траектории, заметаемой каким-то локальным объектом, и одновременно расположенной в разных местах сущности. Эта ошибка, например, заставляет многих троечников путать колебания и волны. И в то же время ошибка простейшая. Представьте себе график c осями и . B одном случае на этом графике точка рисует при движении какую-то линию, a в другом случае протяжённая сущность заставляет зачернить этот график целиком.

[nly]

Уж думал, думал какую картину наглядную привести...ну пусть так(только не цепляйтесь к тому насколько это реально):
Имеются футбольные ворота. И рекошетя от перекладины и земли бьется мячик(туда-сюда короче прыгает). B ворота, перпендикулярно траектории первого мяча летят такие же мячики. Пусть если мячики соударяются, то тот который колеблется так и продолжает колебаться, a который налетает - отскакивает. Тогда если колеблющийся мяч проходит расстояние от перекладины до земли быстрее, нежели налетающий мячик проходит расстояние равное диаметру мяча, то налетающий мяч гарантированно отскочит. T.e. Налетающим мячикам будет казаться, что там не мячик колеблется, a линия. Яж не просто так написал "чтоб нейтрону казалось"

[fir-tree]

Видите ли, в квантовой механике всё не так. Там падающая частица - волна. A волну руками не остановишь.

[nly]

Ладно, спасибо вам большое за ответы, нужно многое прочитать, a уже потом опять к этому вернуться...