大於在自己寫出的公式上畫了個圈,解釋道:
“在聚變情況下,點粒子的速度存在一個虛值。”
“這個虛值看起來是極限值,但實際上它還可以再快一些。”
早先提及過。
和立體角不是常規度數角一樣,散射截面同樣不是常規認知裡的截面。
這是描述微觀粒子散射機率的一種物理量,又稱碰撞截面。
一種運動中的粒子碰撞另一種靜止粒子時,如果在單位時間內透過垂直於運動方向單位面積上的運動粒子數為1,靜止粒子數也是1,則單位時間發生碰撞的機率稱為碰撞截面。
截面的量綱與面積的量綱相同,單位是靶恩,&n2 .。
如果碰撞為彈性散射,相應的截面稱為彈性截面,如果碰撞為非彈性散射,相應的截面稱為非彈性截面。
1909年的時候。
盧瑟福進行了α粒子散射實驗,並在此實驗的基礎上建立了原子的核式結構模型,開創了原子物理學的新天地。
該實驗也為後人提供了一種用散射手段研究物質結構的方法,對近代物理的發展產生了深刻的影響,並在近現代物理學諸多領域中有著廣泛的應用。
在經典力學裡。
粒子的運動有著確定的軌道,所以經典散射的關鍵也是求出軌道,即找出散射角與碰撞引數的關係,這裡當然就要用到牛頓運動定律。
大多數對盧瑟福散射公式的證明都利用了牛頓第二定律或比耐公式,還有利用圓錐曲線的基本知識並結合引數的幾何方法等等。
“設入射橫截面上dσ面積元內的入射粒子被散射後位於大小為dΩ的立體角中,顯然,dσ越大, dΩ也就越大。“
大於手中的粉筆噠噠噠的在黑板上進行著板書,同時飛快的說道:
“定義二者的比值為微分散射截面,即 D(θ=dσdΩ。”
“而 dσ=bdbdφ,dΩ=sinθdθdφ,所以 D(θ=bsinθ|dbdθ”
“上面的表示式中出現了絕對值符號,隨著碰撞引數b的增大,散射角將減小,故 db/dθ是負值,而我們定義的微分截面為正值。”
“但實際上在核聚變情景中,α粒子的軌道並非是雙曲線的一支,而是兩支。”
“這點可以在數學上透過分離變數並積分得到,也可以從趙忠堯同志他們的元強子模型中得出。”
後世學過理論物理的同學應該都知道。
粒子散射實驗的資料在散射角很小.也就是θ<15o時與理論值差得較大,這是因為小角度的時候以多次散射為主,散射角分佈近似於正態分佈。
所以盧瑟福公式在一定程度上具備侷限性,因為它的框架是質心繫的。
這在後世屬於為數不多與氫彈小型化相關的公開資訊,其實質還是因為後世的粒子模型研究取得了很不錯的成果——至少比起眼下這個時期確實如此。
不過另一方面。
大於提出的這個最佳化方案也就僅對氫彈的小型化有一定作用,無論是比它弱的原子彈還是比它先進的中子彈,幾乎都用不到這個方案。
所以後世哪怕阿三也知道這個資訊,但依舊沒法應用到實踐——因為他們還有一堆前置技術沒有突破呢。
隨後大於又做了一些論證,最後放下了粉筆:
“具體的推導過程就這些,張清同志,如果有什麼地方存在異議,還是歡迎你及時提出來。”
張清看了眼自己同步在紙上寫下的計算步驟,忽然問道:
“于敏同志,你設計的這個小型化氫彈當量.是多少萬噸?”
于敏對於張清丟擲的話顯得有些意外,原本他還以為張清會提理論上的問題來著,不過還是老老實實的說道:
“439.6萬噸。”