Сечение поглощения

Значения сечений для всех элементов с атомным номером Z менее 100 собраны для фотонов с энергией от 1 кэВ до 20 МэВ. Разрывы в значениях обусловлены краями поглощения , которые также были показаны.

В физике . сечение поглощения является мерой вероятности процесса поглощения В более общем смысле термин «сечение» используется в физике для количественной оценки вероятности определенного взаимодействия между частицами, например, рассеяния , электромагнитного поглощения и т. д. (Обратите внимание, что свет в этом контексте описывается как состоящий из частиц , то есть фотонов . ) Типичное сечение поглощения имеет единицы см. ² ⋅molecule ⁻¹ . В честь фундаментального вклада Марии Гепперт Майер в эту область единица сечения двухфотонного поглощения названа «GM». Один GM равен 10 ⁻⁵⁰ см ⁴ ⋅s⋅photon ⁻¹ .

В контексте озоновой защиты от ультрафиолетового света сечением поглощения называется способность молекулы поглощать фотоны определенной длины волны и поляризации . Аналогично, в контексте ядерной техники это относится к вероятности поглощения частицы (обычно нейтрона ) ядром. Хотя единицы измерения даны в виде площади, они не относятся к площади фактического размера, по крайней мере частично, потому что плотность или состояние целевой молекулы будут влиять на вероятность абсорбции. В количественном отношении число $dN$ поглощенных фотонов между точками $x$ и $x+dx$ на пути луча является произведением числа $N$ фотонов, проникающих на глубину $x$ умножить число $n$ поглощающих молекул на единицу объема, умноженное на сечение поглощения $\sigma$:

${\frac {dN}{dx}}=-Nn\sigma$.

Сечение поглощения тесно связано с молярной поглощающей способностью. $\varepsilon$ и коэффициент поглощения массы .

$\sigma ={\frac {\ln(10)\times 10^{3}}{N_{\text{A}}}}\times \varepsilon$

Для данной частицы и ее энергии сечение поглощения материала мишени можно рассчитать по массовому коэффициенту поглощения, используя:

$\sigma =(\mu /\rho )m_{\text{a}}/N_{\text{A}}$

где:

• $\mu /\rho$ коэффициент массового поглощения
• $m_{\text{a}}$ - молярная масса в г/моль
• $N_{\text{A}}$ постоянная Авогадро

Это также обычно выражается как:

$\sigma =\alpha /n$

где:

• $\alpha$ коэффициент поглощения
• $n$ атомная плотность

См. также

• Сечение (физика)
• Сечение фотоионизации
• Ядерное сечение
• Нейтронное сечение
• Средний свободный путь
• Комптоновское рассеяние
• пропускание
• Затухание
• Закон Бера – Ламберта
• Рентгеновские лучи высокой энергии
• Коэффициент затухания
• Абсорбционная спектроскопия