截面

一種運動中的粒子（或粒子系統）碰撞另一種靜止粒子（或粒子系統）時，如果在單位時間內通過垂直於運動方向單位面積上的運動粒子數為一，靜止粒子數也為一，則單位時間發生碰撞的幾率稱為碰撞截面，簡稱截面。

截面的量綱和面積相同。截面的幾何意義是：當兩個微觀粒子（或粒子系統）碰截面撞時，如果把其中一個看作是點粒子，把碰撞時的相互作用等效成某種極短程的接觸作用時，碰撞幾率應正比於沿運動方向來看另一粒子（或粒子系統）等效的幾何截面，這個幾何截面就是碰撞截面。

基本介紹

• 中文名：截面
• 屬性：一種運動中的粒子
• 類型：一種物理量
• 描述：兩個微觀粒子

詞語定義

描述兩個微觀粒子（或粒子系統）碰撞幾率的一種物理量。

詳細釋義

函式

碰撞截面是入射能量的函式。當需要考察對末態的運動參量加某種限制時的截面變化率，這就導致微分截面的概念。例如在彈性散射中，在空間某特定方向單位立體角的散射截面就是一種描寫角分布的微分截面。當需要考察對末態進行不連續變化的分類截面時，就導致部分截面的概念。例如在研究散射問題時，當把散射過程按碰撞角動量來分解，則截面就可表示成各種角動量對截面貢獻之和，這種給定角動量的截面就是一種部分截面。又例如在碰撞產生反應中，可以按各種可能的末態對截面的貢獻之和來給出截面值，這種給定末態粒子的截面也是一種部分截面。

微分截面對相應的運動參量的積分以及部分截面按分類標準對所有可能的情形求和，都得截面，這時為明確區別常又稱截面為總截面。

在碰撞產生反應時只對末態中某個特定的粒子進行測量得到的截面稱為單舉截面；如果只對末態中某兩個特定的粒子進行測量得到的截面稱為雙舉截面；如果對末態中所有粒子都進行測量得到的截面稱為遍舉截面。

彈性截面

如果在碰撞時，粒子的類型、內部運動狀態和數目都未改變,稱為彈性散射,相應的截面稱為彈性截面。粒子的類型、內部運動狀態或數目有改變的碰撞過程統稱反應過程，相應的截面稱為反應截面或非彈性截面。

截面的單位為靶恩,,高能物理中強相互作用散射和反應過程截面的數量級為數十毫靶恩。

截面的定義:（上面的第一段單位時間定義有誤）

截面（cross section）有效截面的簡稱，它是微觀粒子間發生某種特定過程的機率的量度。設有強度（單位時間通過單位橫截面的粒子數）N的A種粒子通過由密度為n的B種粒子組成的介質並發生相互作用，使A種粒子和B種粒子發生某種特定過程，從而使A種粒子流在B種粒子間經過ΔX路程後強度減少ΔN，則以σ=1/N*ΔN/(n*ΔX)，作為這兩種粒子相互作用發生某種特定過程的截面。由於ΔN為單位時間發生該特定過程的A種粒子數，nΔX為靶介質單位面積的ΔX薄層中的B粒子數，所以σ=1/N*ΔN/(n*ΔX)則表示每一入射粒子與每單位面積內一個靶粒子發生該特定過程的機率，σ具有面積量綱，因而又稱為截面。根據發生作用過程的類型不同，有反應截面、散射截面、輻射俘獲截面、吸收截面和裂變截面等。反應截面為入射粒子與靶核之間發生某種核反應的截面；散射截面為入射粒子與靶核相互作用發生散射過程的截面；輻射俘獲截面為入射粒子與靶核相互作用發生俘獲過程的截面；吸收截面為入射粒子與靶核相互作用而被靶核吸收的截面；裂變截面為入射粒子與靶核相互作用發生裂變過程的截面。