Vaikutusala

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Vaikutusala (σ) ilmaisee ydin- ja hiukkasfysiikassa hiukkasten välisen vuorovaikutuksen todennäköisyyden. Hiukkasen tai sähkömagneettisen säteilyn absorboituessa puhutaan absorptiovaikutusalasta ja vastaavasti sirotessa sirontavaikutusalasta. Ydinfysiikassa vaikutusalalla voidaan tarkoittaa myös ydinreaktion todennäköisyyttä. Kaikki vaikutusalat yhdessä muodostavat kokonaisvaikutusalan, joka kertoo vuorovaikutuksen todennäköisyyden ottaen huomioon kaikki mahdolliset vuorovaikutustavat.

Vuorovaikutustodennäköisyys määritellään klassisesti törmäävien kappaleiden poikkipinta-alojen suhteena. Vaikka vaikutusala kuvaa vuorovaikutuksen todennäköisyyttä, ilmaistaan se kuitenkin yleensä efektiivisenä pinta-alana. Ydinfysiikassa sirontavaikutusalan yksikkö on yleensä barni (10-28 m2)[1], joka on samaa suuruusluokkaa kuin ytimen pinta-ala.[2] Sähkömagneettisen säteilyn ja neutronien sirontavaikutusala ilmaistaan yleensä yksiköissä cm2.

Sirontavaikutusalan käsitettä voi tarkastella esimerkiksi Rutherfordin sirontakokeessa, jossa sironnan todennäköisyys eli sirontavaikutusala kertoo millä todennäköisyydellä alfahiukkanen siroaa tiettyyn sirontakulmaan kultakalvosta.[3]

Differentiaalinen sirontavaikutusala \frac{d\sigma}{d\Omega} kertoo millä todennäköisyydellä hiukkanen tai säteilykvantti siroaa johonkin tiettyyn avaruuskulmaan (Ω). Jos differentiaalinen vaikutusala jaetaan eli normalisoidaan sirottavan aineen tilavuudella, saadaan uusi differentiaalinen vaikutusala \frac{d\Sigma}{d\Omega}, jonka yksikkö on cm-1. Se ei riipu sirottavan aineen määrästä, ja eri materiaalien differentiaalisia sirontavaikutusaloja voidaan suoraan verrata toisiinsa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/1992/19920371 Mittayksikköasetus, 10 §
  2. Hyperphysics Nuclear cross section (englanniksi)
  3. Hyperphysics Scattering cross section (englanniksi)
Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.