γ射线的康普顿散射和逆康普顿散射

本文作者曾提出一种新的康普顿散射理论(详见《现代物理知识》1994年增刊)。能量与动量的守恒方程为     

"小角度近似"方法及其在物理解题中的应用

1小角度近似公式 根据数学知识,三角函数sinθ,cosθ,tanθ的级数展开为 sinθ=θ-θ3/3+θ5/5+…+(-1)nθ2n+1/2n+1+…cosθ=1-θ2/2+θ4/4-θ6/6+…+(-1)nx2n/2n+…tanθ=θ+1/3θ3+2/15θ5+17/315θ7+…+22n(22n-1)Bn/2nθ2n-1+… 表1列出了1°～8°情况下,θ弧度值、sinθ、cosθ、tanθ、1-θ2/2的值.     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

CO_2与高振动激发K_2碰撞中的全分辨转动态分布

在K_2+CO_2中,受激发射泵浦得到K_2(E=3 500和4 000cm~(-1))高位振动态,研究了高振动激发K_2与CO_2碰撞产生的CO_2全分辨转动态分布。利用高分辨瞬时激光诱导荧光(LIF)测量了CO_2(0000)J=2~74的转动和平移能量轮廓,利用双高斯函数拟合,分别确定各转动态的产生和倒空线宽,从而得到碰撞产生的Doppler展宽、平移温度和平移能。对于K_2不同的激发能E,能量转移的机制是相似的,为振动-转动/平移弛豫机制。但碰撞出现部分的平移温度均超出池温,而碰撞倒空部分的平移温度均略低于池温,平移能随E的增加而增大,E增加14%,平移能增加40%。CO_2(0000)转动态分布的半对数描绘给出了双指数分布,对于K_2E=3 500cm~(-1),低J态分布T_a=(523±60)K,高J态分布T_b=(1 890±210)K。Ta接近池温,说明低J态为近弹性碰撞,属单量子弛豫过程,而高J态为非弹性碰撞,属多量子驰豫过程。对于K_2E=4 000cm~(-1)同样有双指数行为,低J分布T_a=(620±65)K,高J分布T_b=(2 240±250)K。高振动态K_2(E)与CO_2碰撞,E=4 000cm~(-1)比E=3 500cm~(-1)的Ta和Tb均约高19%,说明转动分布对于K_2不同能量是敏感的,但弹性和非弹性分支比是基本相同的,弱碰撞约占82%,强碰撞约占18%。     

傅科摆运动规律的研究

先写出傅科摆动力学微分方程;接着证明傅科摆只在地球两极处正则动量守恒,并求出傅科摆的vθ,vψ与θ关系式;然后通过数值模拟发现一个有趣的现象,即傅科摆在水平面的振动形成"拍"现象,在竖直方向上振动周期为Tz=π√R/g;最后给出傅科摆振动近似解,得到傅科摆进动周期Tψ=2π/ω0sin λ;并给出傅科摆进动轨迹闭合周期...     

对译文《相对论质量》作一点说明

译文《相对论质量》[1]介绍了一种推导相对论质量变换公式的简明方法.这里不妨对译文中的例子作点说明,以帮助近学者弄清有关的相对论的基本概念,对问题有个正确的理解. 首先,相对论中虽然动量P和能量E构成四度矢量,但当力满足反作用定律时,封闭系统的动量仍为一个守恒量[2].因此,于译文例中两个物体组成的封闭系统,碰撞前后动量守恒.动量守恒在S系中表述为 M00=m(V)V-m(-V)V(1)在S0系中表述为 M(V)V=m(U)U(2)式中M0为碰后两个物体合为一体时的静质量. 从式(1)只能得到 m(V)=m(-V)并不能给出其函数的具体表达式.要求变换关系具体表达…     

BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应

研究了对BC501A液体闪烁体对γ射线的光输出响应特性。实验上利用γ放射源(60Co,137Cs)测量了不同光电倍增管高压下,尺寸为Φ5.08 cm×5.08 cm的BC501A液体闪烁体探测器的脉冲幅度谱。利用Geant4软件进行模拟,计算结果与实验数据很好地符合,得到了能量分辨函数及能量刻度曲线。利用Geant4研究了BC501A的脉冲幅度谱的康普顿边缘Ec、康普顿峰Emax及康普顿半高点E1/2与能量分辨率的关系。同时模拟结果显示,随γ射线能量(0.2～3 Me V)的增加,康普顿边缘位置Nc/Nmax从0.8至0.7线性减少。     

激光-电子康普顿散射物理特性研究

对激光-电子康普顿散射物理特性即能量特性和微分截面角分布进行了仔细的研究.计算结果显示出光子能量和微分截面角分布的简单结构.康普顿散射X射线光源具有散射光子的能量易调节、方向性好等特点.在入射电子束能量很高时,X射线近乎单向出射.光源色散度较大,但实验上可以获得色散（带宽）小的X射线.对于各种波长的激光,在很宽的电子束能量范围（1 MeV—10 GeV）内,散射X射线光子的总截面和前向发射圆锥内（半圆锥角1/γ,其中γ=E/m₀ 关键词： 康普顿散射 能量特性 微分截面 角分布     

铝-铜-镓三元系合金相图

铝-铜-镓三元系合金相图的室温截面已经用X射线方法测定出来了。室温固相截面包含11个单相(即α, γ₂, γ′, δ, ζ₁, ζ₂, η₂, θ, θ′,α_铝和镓)相区,14个双相(即α + ζ₁, α+ γ₂, α + γ′, γ₂ + γ′, γ′+ ζ₁, γ₂+δ, γ′+δ,δ +ζ₂, ζ₂+η₂, η₂+θ,η₂+ θ′, γ′ + θ′, θ′+ 镓和θ+α_铝)相区和9个三相(即α + γ′+ζ₁, α+ γ₂+ γ′, γ₂+ γ′ + δ,γ′ + δ + θ′, δ+ζ₂+θ′, ζ₂ + η₂ + θ′, η₂+ θ′ + 镓, η₂ +θ + 镓和θ +镓+ α_铝)相区。所有单相和三个二元系内室温存在的单相相同,没有新相出现。 关键词：     

相对论运动学在粒子物理学中的应用(二)

4.弹性散射运动学 在一粒子与另一粒子的碰撞中,若只有动能的交换,粒子内部状态并无改变,则称此过程为弹性碰撞或弹性散射. 设质量为m1,动量为p的相对论性粒子沿x方向射向起始静止、质量为m2的靶粒子.碰撞后,入射粒子偏离x方向发生散射,靶粒子则发生反冲(参见图2).称入射粒子散射后的运动方向与入射方向间的夹角θ1为散射角,并称靶粒子反冲方向与入射方向间的夹角θ2为反冲角.设散射后粒子m1的动能和动量分别为T1和p1,粒子m的动能和动量则分别为T2和p2由能量守恒很容易得出,弹性散射过程中动能守恒.即 T=T1 T2(13)式中T为入射粒子的动能.…     

快速升温结合温度控制——通向石墨炉恒温原子化的有效途径

众所周知,在恒温条件下的原子化,吸收信号峰值Ap可用下式表示: (1) 如果原子化温度T_p较高,原子生成速率常数K_1大大地大于原子散失速率常数K_2,在这种情况下,A_p≈βN_o,即达到了所谓理想原子化。但是。绝大多数的电热原子化器是在升温条件下工作的。如果在原子化过程中,石墨管的温度和时间成线性关系,即T_p=T_o+at_p,并且采用温度控制,那末,A_p可用公式(2)表示: (2) 把t_p=t′+t′代入公式(2)得: 如果t→0,则t′→0,A_p可近似表达为(2) 这里A_I为恒温条件下(原子化温度为T_p)的原子化峰值。     

激光同步辐射光源的辐射条件

激光同步辐射光源是一种新型的X射线光源，它利用高强度激光与相对论电子束发生康普顿散射，从而在电子的运动方向上辐射出X射线．本文在考虑电子的反冲基础上，利用康普顿散射研究了激光同步辐射光源（LSS）辐射光子的精确波长和能量；同时发现，对于背散射情况，只有当种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm时才能发生LSS辐射；最后给出LSS辐射的极值波长λ2max=h/（m0γv）和极值能量εc2max=βε3.     

对获得圆偏振光夹角的讨论

本文在介绍获得圆偏振光实验光路及菲涅耳公式的基础上,详细分析了获得圆偏振光夹角θ应满足的条件.分析结果表明:要获得圆偏振光,入射偏振光的偏振面与1/4波片的主截面的夹角应是θ=arctan(n_e(n_o+1)~2)(/n_o(n_e+1)~2),而不是θ=±π/4.     

激光冷却原子

爱因斯坦认为,光是由光子组成的,光子是场的粒子,光子像实物粒子一样,也具有一定的动量p=E/c=hv/c=mc2/c=mc,因为光的速度很大c=3×108m/s,所以光子的运动质量就很小了.光子的动量如此之小,以致于我们在日常生活中几乎感觉不出它来.但是,对一个质量很小的原子来说,当它和光子相互作用时,光子动量就会引起原子的速度有可观的变化.     

两个重要关系式的教学

光的本质和原子物理的教学中，有两个重要的关系式，其一是光电效应方程：1/2mv^2=hv-W其二是玻尔对氢原子定态跃迁的假设：hv=E2-Et(2)这是两个既重要而又容易混淆的内容．总复习中，有学生问：能否将这两个式子统一起来理解?并提出：光电效应可以认为，当电子吸收的光子能量hv大于电子从基态到游离态的电离能W时，即有电子逸出，差值hv-W便是电子的动能．于是，(1)式便与(2)式相统一了．     

氮分子{a'^1}\Sigma _g^ (v' = 0)和{a'^1}\Sigma _g^ + (v' = 1) + {b^1}\Pi _u(v' = 0) 广义振子强度的高能电子散射研究

利用快电子能量损失谱仪结合相对流量技术,在入射电子能量1500 eV和能量分辨70 meV的条件下,测量了氮分子{a''^1}\Sigma _g^ (v'' = 0)和{a''^1}\Sigma _g^ + (v'' = 1) + {b^1}\Pi _u(v'' = 0)激发态的广义振子强度。通过与已有的电子散射结果以及X射线散射结果对比发现,对于{a''^1}\Sigma _g^ (v'' = 0)和{a''^1}\Sigma _g^ + (v'' = 1) + {b^1}\Pi _u(v'' = 0),我们的结果与X射线散射结果在大动量转移出现差异,这表明对{a''^1}\Sigma _g^ (v'' = 0)和{a''^1}\Sigma _g^ (v'' = 1),即使入射电子能量1500 eV也没有达到一阶玻恩近似条件。在动量转移平方小于2 a.u.时, {a''^1}\Sigma _g^ + (v'' = 1) + {b^1}\Pi _u(v'' = 0)与X射线散射结果的符合表明,对{b^1}\Pi _u(v'' = 0),1500 eV入射电子能量已经达到一阶玻恩近似条件。     

K_0介子的电磁结构

根据高能电子与核子散射实验的结果,我们发现核子具有电荷分布及磁矩分布,二者的均方半径皆约为 (〈r_e~2〉)~1/2≈0.8×10~(-13)cm, (〈r_m~2〉)~1/2≈0.8×10~(-13)cm。 最近K.Datiyasu和R.Sugano由唯象观点,采用玻色介子的电磁结构相互作用哈氏函数,分析了K_0介子与K_+介子之间的质量差。诚然,属于奇异粒子的K_0介子与π_0介子不同,在强相互作用表象中因受到奇异量子数守恒的限制,所以它的真空极化中间态的     

K_(L3)介子衰变

本文通过强作用K-π中间态,利用色散关系理论计算了Г(K_(μ3)~+)/Г(K_(3)~+),Г(K_2~0→πμ~+ν)/Г(K_2~0→πe~+ν),{Г(K_2~0→πe~+ν)+Г(K_2~0→πe~-ν)}/Г(K_(3)~+)分支比及K_(μ3)~+衰变中的μ谱,当选择定则|ΔI|=1/2及ΔS=+ΔQ被破坏,并且I_x=1/2及I_x=3/2的振幅f~[(3/2)(1/2)](0)及f~[(3/2)(3/2)](0)不等时,上述分支比与实验能很好符合。在本文的理论中,形式因子不是常数。     

物质纯重力场部分的能量-动量张量研究

认为物质的质量(能量)存在形式可分为两部分，一部分是以纯物质形式存在的，另一部分是以纯重力场形式存在的.物质质量(能量)这两种形式各自对应着相应的能量 动量张量，物质总的能量-动量张量可表示为Tμν=T(Ⅰ)μν+T(Ⅱ)μν,这里，T(Ⅰ)μν，T（Ⅱ）μν分别代表物质纯物质部分和纯重力场部分的能量-动量张量.通过类比电磁理论，定义：ωμ≡-c2gμ0/g00,并引入一个反对称张量Dμν=ωμ/xν-ων/xμ，则物质纯重力场部分的能量-动量张量为T(Ⅱ)μν=(DμρDρν-gμνDαβDαβ/4 关键词： 能量-动量张量 纯重力场 重力场方程 标量重力势 矢量重力势     

中高能电子散射

电子散射是一个老的题目,也是当今中高能核物理学发展的前沿.早在 1929年莫特[1]从理论上研究了快电子被原子核散射的问题.他假设原子核为点电荷,电子用狄喇克波函数来描述,这样得到的截面公式与熟知的卢瑟福公式是不同的,后来称之为莫特散射截面,其中α=e2/hc　1/37是精细结构常数,E是入射电子的能量,θ是散射角.1934年Eug-ene Guth[2]用波恩近似方法研究快电子被原子核散射问题,其结果与电子被点库仑电荷散射有偏差,这预示电子散射可以用来研究原子核的大小.但是由于当时实验条件的限制,电子散射的实验研究宜到第二次大战结束后才开始. …