Streu-Experimente
mit festem Target - Der Wirkungsquerschnitt
(geometrische Interpretation)
Der
Begriff Wirkungsquerschnitt kann auf verschiede Weisen interpretiert
werden. Am anschaulichsten stellt man sich darunter die geometrische
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Querschnittsfläche
vor, die ein Target einem anfliegenden Teichen bietet, so dass beim Treffen
des Teilchens in diese Fläche irgendeine Wirkung eintritt.
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Beispiel:
Bei
starkem Regen steht jemand mit einem aufgespannten Regenschirm auf einem
Fußballfeld. Die Tropfen prasseln auf den Schirm und das Feld. Wenn
man
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als Wirkung das "Auftreffen eines Tropfens auf den Schirm" bezeichnet,
so ist der Wirkungsquerschnitt des Schirms gleich der Fläche
des aufgespannten Schirms.
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Beispiel:
Viele
kleine Kugeln mit Radius B fliegen auf eine große Kugel mit Radius
A (das Target) zu. Eine Wirkung (Abprallen) tritt nur dann ein, wenn eine
kleine Kugel durch die Kreisfläche mit Radius A + B fliegt
(siehe Abbildung rechts, dunkelgraue Fläche). Der Wirkungsquerschnitt
s des
Targets wäre folglich bei "Beschuss" mit den kleinen grünen Kugeln
s =
(A + B)2p.
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Wichtig!
Spielt bei makroskopischen
Teilchenstößen noch die geometrische
Form die wichtigste Rolle für die Größe des
Wirkungsquerschnitts, so ist im
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Bereich der Elementarteilchen vor allem
die Art der Wechselwirkung bzw. die Reichweite
des Wechselwirkungs- potentials ausschlaggebend!
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Der
Wirkungsquerschnitt hängt nicht nur vom Target sondern auch von der
Art der Teilchen, mit denen "geschossen" wird, und ihren Eigenschaften
(Energie, Ladung...) ab!
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Beispiel:
Für
die Streuung von Neutrinos an einem geladenen Streuzentrum wird man sicher
einen kleineren Wirkungsquerschnitt erhalten als bei Streuung von Elektronen
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am gleichen Zentrum (siehe Abbildung rechts oben). Das elektrisch ungeladene
Neutrino fliegt unbeeinflusst am geladenen Streuzentrum vorbei, das geladene
Elektron wird abgelenkt.
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Ein
weiteres Beispiel soll die anschauliche Betrachtung des Wirkungsquerschnitts
bei der Coulomb-Abstoßung
darstellen.
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