阻止本领

利用经典力学,波尔开发了一个方程式的阻止本领,dE/dx,因为运动因素的产物和停止数。

运动学的因素包括电子等方面负责原子的数量和质量,每立方厘米的媒介,和速度事件的带电粒子。包括数量停止原子序数和自然对数的一个术语,包括入射粒子的速度以及它的电荷,一个典型的过渡能源在系统(见图1;粗略估计量是足够的,因为出现在对数)普朗克常数,h。波尔的阻止本领公式不需要知识的原子结合的细节。停止的号码,B,阻止本领的充分表达dE/dx=(4πZ₁²e⁴N/米v²)B,在那里Z₁的原子序数是渗透粒子和N是原子密度的介质(在原子/体积)。

沉重的入射带电粒子的非相对论性的范围(例如,一个α粒子一个氦核和两个正电荷)停止数B根据德国裔的美国物理学家汉斯是的话,是量子力学等于原子序数(Z)的吸收介质乘以两倍的自然对数(ln)粒子的电子质量乘以速度的平方,除以平均激发潜力(我原子的);也就是说,B=Zln (2米v²/我)。

是停车数量的重粒子可能被修改,包括修正相对论范围(β粒子的速度²+ ln[1 -β²]),希腊字母β、β代表粒子的速度除以光的速度,极化筛选(即。,reduction of interaction力通过干预,所代表的符号δ/ 2),以及一个atomic-shell校正(由一个常数的比值表示C原子序数的介质);也就是说,B=Z(ln 2米v²/我-β²- ln[1 -β²]-C/Z-δ/ 2)。

最重要的重要的量的方程停止数量是平均激发潜力,我。实验值的参数或数量,最出名的原子,但没有一个理论赋予了它在整个范围的原子序数因为计算需要知识的基态和激发态。统计模型的原子然而,接近提供一个理论。计算由美国物理学家菲利克斯•布洛赫1933年表明,意味着激发潜力电子伏是14倍的原子序数的元素通过带电粒子(我= 14Z)。后面的计算给出了原子序数的潜力比等于一个常数(一个)加上另一个常数(b)乘以提出的原子序数的-²/₃权力的一个= 9.2,b= 4.5即。我/Z=一个+bZ^2/3。这个公式是普遍适用的。其他的量子力学计算氢给其意味着激发潜力等于15电动汽车。

尽管基本的阻止本领已经开发了原子理论,它很容易应用于分子的美德布拉格的规则(英国物理学家威廉·h·布拉格)命名的,即停止的分子是停止的数字的总和所有的原子组成的分子。对大多数分子布拉格法则适用于令人印象深刻的是在几个百分点,尽管氢(H₂),一氧化二氮(不)是明显的例外。规则说明:(1)相似的原子结合在不同分子有一个常见的原子或更多,和(2)真空紫外线转换,大部分的电子集中在这样的转换辐照涉及能源损失远远高于大多数化学键的优势。

沉重的电荷正离子在渗透介质的波动。一开始它捕获一个电子,它很快就失去了。然而,因为它减慢了横截面相对于对于捕获电子的损失减少。基本上,碰撞离子经历电荷交换周期涉及一个捕获紧随其后的是一个损失。最终,一个电子永久绑定时变得积极离子无法失去它。第二个就会产生电荷交换周期。这种现象持续不断,直到的速度重离子接近轨道速度电子的玻尔的理论原子的,离子单独花时间的一部分,另一部分作为一个中性原子。阻止本领的表达式的运动学因素成正比的平方的核电荷渗透粒子,这是修改后的占电子俘获随着粒子减慢。在进一步放缓,电子能量损失机制变得无效,能量损失弹性散射占主导地位。这里给出的数学表达式应用严格的高速,电子激发域。