Упругие и неупругие столкновения частиц во внешнем электрическом поле

• Автор: Крылов, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 346 с. : ил

Оглавление
Введение

1. Интерференционные эффекты при столкновении

частиц во внешнем электрическом поле

1.1. Фоторасщепление иона в однородном и постоянном электрическом поле

1.2. Упругие и неупругие столкновения электронов с водородоподобным атомом в однородном электрическом поле
1.3. Упругие столкновения заряженных частиц и вызванное ими тормозное излучение в однородном электрическом

1.4. Некоторые предварительные выводы

2. Постановка задачи. Основные уравнения

2.1. Уравнение Шредикгера для заряженных частиц, находящихся в однородном электрическом поле
2.2. Асимптоты волновых функций, описывающих
состояния атомного электрона
2.3. Некоторые особенности определения дифференциальных сечений рассеяния заряженных частиц во внешнем однородном электрическом поле
3. Упругие и неупругие столкновения электронов с
водородоподобным атомом в однородном электрическом

3.1. Упругие столкновения электронов с водородоподобным атомом
3.2. Ионизация водородоподобного атома электроном в однородном электрическом поле
3.3. Анализ сечений ионизации водородоподобного атома
электроном в однородном электрическом поле
4. Фоторасщепление систем и тормозное излучение
заряженных частиц в однородном электрическом поле
4.1. Фоторасщепление в однородном электрическом поле физической системы, имеющей электрический заряд
4.2. Фоторасщепление заряженной системы в пространственно ограниченном однородном электрическом поле
4.3. Фоторасщепление атома водорода в однородном электрическом поле
4.4. Тормозное излучение, возникающее при столкновении двух заряженных частиц во внешнем однородном электрическом поле
4.5. Неполяризованное тормозное излучение двух
заряженных частиц во внешнем электрическом поле
Заключение
Литература
Введение.
Столкновения заряженных частиц и взаимодействие их с электромагнитными полями исследуются с момента открытия электрона сначала в рамках классической механики и электродинамики, а затем и квантовой физики.
Существует достаточно большой круг явлений, в которых рассеяние частиц (электронов, ядер, ионов, атомов) друг на друге, а также их взаимодействие с фотонами, происходит во внешнем электромагнитном поле, в частности, в квазистационарном и квазиоднородном электрическом поле.
При этом с самого начала изучения таких процессов и до сравнительно недавнего времени влиянием слабого (по сравнению с атомным) внешнего поля на элементарный акт соударений частиц друг с другом, либо пренебрегалось [1]-[3], либо в сечении столкновений учитывалась энергия, которую приобретают сталкивающиеся частицы проходя во внешнем поле расстояние значительно больше атомного (см., например, [4], [5] и литературу там же).
Действительно, например, при упругих и неупругих столкновениях электронов с атомами этим частицы взаимодействуют на расстояниях порядка атомного и поэтому, казалось бы, что если такие соударения происходят во внешнем электрическом поле, величина, которого значительно меньше атомного, то такое поле не будет оказывать заметного воздействия на рассеяние частиц.
Однако при более внимательном рассмотрении задачи рассеяния электронов на атомах и ионах их фотоионизации и фоторасщепления а также столкновений заряженных частиц находящемся в макроскопической области пространства внешнем и постоянном электрическом поле значительно меньше атомного (процессы именно в таком поле и рассматриваются в настоящей работе), можно заметить, что существует "несиловое" влияние внешнего поля на столкновения электронов и фотонов с атомами и ионами. Обусловлено такое влияние отражением электронов от потенциального барьера внешнего поля, что приводит к перераспределению электронной плотности (по сравнению с рассеянием на изо-

% = е*А‘ [Сгф(- Б) + С2Ф(- Б)], (2.1.12)
где 8 = + Е2/еег£е; 1е = (й2/2теее)1/3; Е* и кх продольная энергия и
поперечный волновой вектор, определяющий относительное движение электрона и атома; Ее = Е2 + Й2кх/2т; Ф(-8),Ф(- 8) - функции Эйри, первая ограниченная при всех 8, а вторая неограниченно возрастает при стремлении 8 к -ээ [135]; С] и С2 выбираем так, чтобы асимптота Те (для Ег > есгЬ1) имела вид бегущей волны:
Уе(?е) = А/§1/4 ехР 1((2/3)(х2/{%г|)53/2 + кхге)], (2.1.13)
переходящая в плоскую при г —> 0.
Вектор х = (кх,Х2) определяет направление плотности потока при гг= -Ь] и связан с Ег соотношением: Ег = %2хЦ2т + евЬ,.
Подставляя (2.1.13) в формулу ) = (1Й/2те)|ТеУТе* -Те*УТе|, найдем:
]х =|А|2Йк1/т81/2; ь =|А|2(й/п^6)(х2/М- (2.1.14)
Найденная плотность потока удовлетворяет уравнению непрерывности Фу) = 0, но ее абсолютная величина зависит от я:
) = (й|А|7т)Л/к1/8 + 1//2е (2.1.15)
Делением на плотность потока вероятности процесса, которая не должна зависеть от координат, определяется дифференциальное сечение рассеяния, которое при найденном ) будет зависеть от г, что приводит к необходимости выбирать значение) в каждом конкретном случае.
Если волновые функции вида (2.1.13) описывают конечные состояния электрона, то нормировочная постоянная А должна определяться из условий ортонормированности ^ при интегрировании Те'*Те ^Те'* = Те*(кх>Хг))П