ラザフォード散乱

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　ラザフォード散乱の散乱断面積（微分断面積）の物理的な
意味がつかめません。どうやって使うのかも良くわからないです。
衝突計数ｂと散乱角θをつなぐ式は理解できたのですが。
どなたか解説して頂けませんか。

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ｄσ　＝　２πｂ・ｄｂ
ｄΩ　＝　２π（sinθ）ｄθ
として
微分断面積　＝　ｄσ/ｄΩ　＝　σ（θ）
を計算して、１/4 ・（〜）＾２・１/sin^4(θ/2)
を導くとこまではできました。
でも、σ（θ）って何で導入したのだろうか？　何に使うのだろうか？
という事がわからないです。　

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面積がσ（θ）の領域にあたったら、角度θの方に飛んで行くってことだよ。

剛体球でイメージをつかむといいでしょう。

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素粒子の分野で微分断面積が重要です。素粒子では粒子と粒子の衝突が基本の１つですから。

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＞面積がσ（θ）の領域にあたったら、角度θの方に飛んで行くってことだよ。
ってどういう意味でしょうか？　”面積がσ（θ）の領域”というのがわからないです。”角度θの方に飛んで行く”というのはこの一歩手前の衝突計数ｂと散乱角θの式でわかると思うんですが。すみませんが、もう少し詳しく教えて頂けないでしょうか？　剛耐球の例えは散乱角がπ/2〜πならわかりやすいかもしれませんね。

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＞面積がσ（θ）の領域にあたったら、角度θの方に飛んで行くってことだよ
σ（θ）が面積の次元を持つので理解するのにそういう風に考えると分かりやすいというだけです。と自分は某授業でききました。

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＞σ（θ）が面積の次元を持つ
私もどっかで聞いたことあります。でもおなじみの図（左に平面があってｂ〜ｂ＋ｄｂの輪があって右に球があって散乱角がθ〜θ＋ｄθで描いてあるやつ）でいくと
σって右の輪の面積分の左の輪の面積となって単に比を表す事になっちゃいません？
（実際にはｄｂをプラスに大きくするとｄθはマイナスに動くので式にマイナスが入ったりとかしますけど）　で、結局
σ（θ）＝　１/4 ・（〜）＾２・１/sin^4(θ/2)　ってなんだろうってことなんですけど、θに０〜πを入れて出て来たσの値が大きいほどその方向にたくさん散乱されてるのかな？　と考えたんですが、θ＝０で最大は無いだろうって事で結局よくわからない。誰か明解な解説をお願いします。

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θ＝０というのは散乱されていない（通過）ということです。勉強不足で詳しい説明はできませんがθ＝０が重要なこととして光学定理というものがあります。

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＞θ＝０というのは散乱されていない
そうですねぇ。軸上を直進するとターゲットの原子とぶつかってしまうので、衝突計数ｂがすごく大きいための散乱されないのがθ＝０と考えるんですかね？今本で見つけたシュミレーションの様子だとθ＝３０°以下には散乱されてないみたいです。
でも　σtot = 2π∫「０〜π」σsinθｄθ　（量子力学、猪木�U巻　ｐ４２８）とか書いてあるし、よくわからないです。　でもこれって以外に院試とかにも出る分野なんですよね。何とか理解したいなぁ。

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上の書き込み訂正
衝突計数ｂがすごく大きいため　に　散乱されない
θ＝３０°　＜図を見て目分量で読んだおよその値です。

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もちろん散乱されないところを積分しても別に問題ないですが。

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初期状態によって異なるのでは？衝突パラメーター、入射速度など。

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θ＝０度散乱もあるけどね。
古典的描像だけで理解しようとすると無理が来るだろうね。

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＞古典的描像だけで理解しようとすると無理が来る
量子力学的に計算した（どうやるのか知らんけど）結果と
古典力学的に計算した結果は非常によく一致すると聞いたこと
がある。これをラザフォード自身も自慢していたらしい。イメージを
つかむと言う意味においては難しいところもあるかもしれないけど。

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ここのスレの内容はほとんどわからないけど、
光子って大きさがない（？）のに
どうやって原子に吸収されたりするの？
あと原子のエネルギーって量子化されてるっていうけど、
どれくらいエネルギーの厳密な光子があたると励起されるの？
不確定性原理とかよくわからなくなってきた。

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光子ってのは、もともと概念上のモデルなわけで、「つぶつぶみたいに考えると
説明がつく」というもの。例えばね、一昔前までは音子（フォノン）ってのも
あったわけだよ。（今では音の原理がわかってるからそういう考え方はしない
けど。）

まあ、エネルギーの一形態と思ってくれれば良い。
ぶつかったら他のエネルギーになることもあるわけだね。

「どれくらいエネルギーの厳密な光子があたると励起されるか？」
なんか日本語が変なような気もするけど、それはモノによるね。
理想的なものであれば100％厳密に考えないといけないわけだけど、
原子・分子にもかなりのゆらぎがあるから、多少は幅を持たせることが
できる。蛍光色素なんてのを考えたら、励起波長ピークから両側50nmの幅くらい
はあったりするよ。

不確定性原理ねぇ…。
ちゃんとしたことは本でも読んで下さい。
例え話をするとだね。
「いつ眠りにつくか？」ってことを計ろうとする。
　○ちゃんと眠りについたかどうかを厳密に計ろうとすると、そのことを一生懸命
　　考えてしまって眠れなくなる。
　○楽な感じで普段と同じように寝ようとすると、いつのまにか寝てしまうので
　　計れない
まあ、大雑把な例えだけど、そんな感じｗ

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ありがとう

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この不確定性原理のたとえ
おもろい。

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みんなすごいね。世の中にはこんなことを考えてる人がたくさんいるんだね。けどそんな人がたくさんいて、一生懸命目の前のことに頑張っているのに、どうしてみんなが幸せに暮らせる世の中にならないんかね。紛争地域の子供のように生まれてすぐに目の前で親が殺された経験を持つ子供もいる。生まれてすぐ事故で死ぬ子供もいる。恋人に裏切られて自殺する人もいる。サリンで大量殺戮の巻き添えになる人もいる。「百年の愚行」って知ってる？あれをみてもそう考えさせられるよね。こんなに頑張っている人たちがいるのに、一方でどうしようもない奴がいる。嗚呼、虚しいね。

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関係ないこと書くな。

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散乱理論や量子力学の教科書を読むといいと思う＞all
なんで、まともなレスがつかなかったんだろう。このすれ。

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ランダウノリキガクデジュウブンダヨ

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＞不確定性原理のたとえ

上手すぎ。

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不確定性原理の例えはうまいね。的を射てると思う。

光子だけど、確かに概念上のモデルではあるけれども、実際の計測の現場の人間にいわせると、そういうつぶつぶがあると思っても良いと思う。フォトマル（光電子倍増管）とかフォトダイオード（ＡＰＤ）などを使って高い時間分解能でフォトンカウンティングをするというのは一般的に行われているよ。数を数えるだけだから何個何個という感じで数え上げていく。

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「的を得る」とかいう間違った日本語使わない
あたり、流石だと思う。同じ、理学部生として
誇りに思う。

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↑↑
＞不確定性原理の例えはうまいね。
うーん。あちら（位置）を立てればこちら（運動量）が立たずって
ことは伝わってくるね。
でも、簡単に言うなら空間内に波束が飛んでて、その位置は波長より細かくは決められないんだよって事でいいんじゃないかな。�凾�・�凾吹＜ﾉ・ｈ／λ＝ｈ　
ちゃんと言うならシュワルツの不等式使ってやることになるけどね。

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