Дифракция частиц - упругое когерентное рассеяние микрочастиц объектами (т. е. рассеяние, происходящее
без изменения рассеивающего объекта), при к-ром из нач. пучка частиц возникают
отклонённые от него дифракц. пучки. Д. ч. имеет место при рассеянии нейтронов,
электронов, атомов, молекул; рассеивающими объектами являются кристаллы, молекулы
жидкостей и газов. Направление и интенсивность дифракц. пучков
зависят от строения (атомного состава и структуры) и размера рассеивающего объекта,
а также длины волны де Бройля частиц.
Поведение микрочастиц подчиняется
квантовым законам и описывается Шрёдингера уравнением (в нерелятивистском
приближении):
где 
-
волновая функция частицы, Е и U - её полная и потенц. энергии.
В соответствии с общей
постановкой задачи дифракции решение этого ур-ния представляет собой сумму двух
функций: 
, где функция 
свободного движения частицы (U=0)имеет вид плоской волны:
где 
, а длина волны 
,
т. е. определяется массой т и энергией E (или импульсом mv,
v - скорость) частицы, а 
-
функция дифрагированных (рассеянных) частиц, не содержащая в себе волн, идущих
из бесконечности (причинности принцип ).Нач. волна 
взаимодействует с объектом, характер этого взаимодействия и строение объекта
описываются функцией U(х, у, z). Решение ур-ния (1) даёт описание дифракц.
картины в реальном координатном пр-ве, причём 
определяет вероятность попадания рассеянной частицы в данную точку.
При дифракции частиц того
или иного сорта проявляется физ. специфика их взаимодействия с веществом. Так,
рассеяние электронов определяется эл.- статич. потенциалом атомов 
,
так что 
, где е - заряд электрона; при рассеянии нейтрона осн. вклад в потенц.
энергию U вносит их взаимодействие с ядром, а также с магн. моментом
атома (см. Дифракция электронов, Дифракция нейтронов, Дифракция атомов и
молекул). Тем не менее явления Д. ч. всех типов, а также дифракции рентгеновских
лучей очень сходны и описываются одинаковыми или очень близкими ф-лами,
различающимися множителями - атомными амплитудами. Mн. явления дифракции
света также находят аналоги в Д. ч.
Д. ч. используется в структурном
анализе вещества (см. Нейтронография, Электронная микроскопия, Электронография).
Б. К. Вайнштейн
|
|
 |
