Cтраница 3
С другой стороны, известно, что эффективный параметр столкновения равен / X, где X - длина волны нейтрона. Поэтому при / 1 нейтрон проходит на расстоянии порядка X от протона. [31]
Однако при прохождении таких медленных нейтронов из одной среды в другую они могут испытывать преломление и отражение. Такое макроскопическое рассмотрение законно в том случае ( так же, как в оптике), когда длина волны нейтронов значительно больше, чем расстояние между соседними атомами. [32]
С другой стороны, известно, что эффективный параметр столкновения равен / ft, где ft - длина волны нейтрона. Поэтому при 11 нейтрон проходит на расстоянии порядка ft от протона. [33]
Помимо использования нейтронов и протонов больших скоростей, есть еще другая возможность более детального исследования ядерных сил, которая в последнее время была в особенности рассмотрена и разработана Теллером и Швингером. Предложенный ими метод основан на использовании интерференции и на том факте, что расстояние между атомами в водородной молекуле - 0 75А - очень близко подходит к длине волны нейтрона при температуре жидкого воздуха, которая примерно равна 0 9 А. [34]
Выясним, в каких явлениях может проявиться знак амплитуды а. При рассеянии на одиночных ядрах измеряется только абсолютная величина а. Но если длина волны нейтрона превышает расстояния между соседними атомами, то сечение рассеяния выражается уже через квадрат суммы амплитуд. Поэтому, если, например, кристалл состоит из ядер двух сортов с близкими по величине и противоположными по знаку амплитудами рассеяния, то он почти не будет рассеивать нейтроны, хотя рассеяние на ядрах каждого сорта в отдельности и не мало. Такие явления действительно наблюдались. Например, почти полностью компенсируются имеющие противоположные знаки амплитуды рассеяния нейтрона на кислороде и висмуте. [35]
Размеры этого ящика должны быть такими, чтобы на его протяжении укладывалась хотя бы одна стоячая волна де Бройля. Другими словами, размеры ядра должны быть соизмеримы с длиной де бройлевской волны частицы, находящейся в ядре. Подсчитаем де бройлевскую длину волны нейтрона или протона в ядре, принимая, что их энергия равна W. [36]
Поперечное сечение ядра для быстрых нейтронов должно при определенных условиях равняться геометрическому сечению ядра. Первое условие состоит в том, чтобы длина волны нейтрона была мала по сравнению с радиусом ядра ( Х / 2тс - X), так как в этом случае можно использовать геометрическую точку зрения. Второе условие состоит в том, что каждый нейтрон, попадающий в ядро, сильно взаимодействует с ним. Это условие удовлетворяется, если энергия не слишком высока, скажем меньше 50 Мэв. Если рассматривать нейтроны с энергией около 20 Мэз, то оба условия будут хорошо выполняться. [37]
Анализ нейтронного рассеяния позволяет получить ценную информацию о нормальных и межцепных колебаниях в полимерах. Нейтроны с низкой энергией могут рассеиваться полимерным образцом и терять чисть своей энергии, которая эквивалентна характеристическим молекулярным колебательным частотам образца. Возбуждающие нейтроны должны иметь узкое распределение по энергиям и среднюю энергию, близкую к энергии низкочастотных движений молекул рассеивающего вещества. При этих энергиях длины волн нейтронов сравнимы с атомными расстояниями. Рассматриваемый метод анализа позволяет оценить также сечения нейтронного рассеяния полимеров, конформации полимеров в стеклах, каучуках и растворах ( особенно при малоугловом рассеянии нейтронов), структуру полимерных сеток. [38]
Анализ нейтронного рассеяния позволяет получить ценную информацию о нормальных и межцепных колебаниях в полимерах. Нейтроны с низкой энергией могут рассеиваться полимерным образцом и терять ча сть своей энергии, которая эквивалентна характеристическим молекулярным колебательным частотам образца. Возбуждающие нейтроны должны иметь узкое распределение по энергиям и среднюю энергию, близкую к энергии низкочастотных движений молекул рассеивающего вещества. При этих энергиях длины волн нейтронов сравнимы с атомными расстояниями. Рассматриваемый метод анализа позволяет оценить также сечения нейтронного рассеяния полимеров, конформации полимеров в стеклах, каучуках и растворах ( особенно при малоугловом рассеянии нейтронов), структуру полимерных сеток. [39]
Какие способы существуют для того, чтобы уточнить наши знания о ядерных силах. Прежде всего, позвольте рассмотреть проблему двух тел, которая единственно допускает строго математическое решение. Большинство опытных фактов не дает возможности сделать более детальные заключения о ядерных силах, чем только что перечисленные общие соображения. Дело в том, что при обычных скоростях нейтронов, не превышающих нескольких eMV, длина волны нейтрона еще очень велика по сравнению с радиусом действия ядерных сил. Поэтому детальный ход потенциальной кривой не может быть прощупан нейтронами этих скоростей. [40]
Рентгеновские лучи рассеиваются преимущественно электронами. Кроме случая магнитных материалов, нейтроны рассеиваются на ядрах. Атомные факторы рассеяния нейтронов не связаны непосредственно с порядковым номером, как в случае рентгеновских лучей ( разд. В отличие от факторов рассеяния рентгеновских лучей, факторы рассеяния нейтронов не поддаются вычислению и их в каждом отдельном случае необходимо находить эмпирически. Причина этого последнего различия между нейтронами и рентгеновскими лучами состоит в том, что по сравнению с длиной волн нейтронов ядро атома невелико, тогда как размеры облака внешних электронов имеют тот же порядок, что и длина волны рентгеновских лучей. [41]
Вклад, который вносит каждый из этих факторов во взаимодействие, определяется энергией нейтрона. При высоких энергиях ( от 1 до 100 эв) в процессе рассеяния существенную роль играют ядерные взаимодействия. Как только энергия нейтрона уменьшается примерно до 0 1 эв, она становится сравнимой с энергией возбуждения наивысшего внутреннего квантового состояния молекулы. В зависимости от температуры среды некоторое число этих вращательных и колебательных уровней молекулы будет возбуждено, и при столкновении часть энергии нейтрона передается молекуле. Эта переданная энергия может привести к переходу молекулы на более высокий вращательный уровень или привести к возбуждению различных колебаний. В некоторых случаях, зависящих от энергии нейтрона, величины первоначальной внутренней энергии, а также состояния молекулы и массы бомбардируемого ядра, передача энергии может произойти в противоположном направлении и скорость нейтрона после столкновения может оказаться больше первоначальной. Наконец, имеется интерференционный эффект, отмеченный выше. Этот процесс очень сложен и возникает, когда длина волны нейтрона сравнима с размерами атома. [42]