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Streuexperimente - über die Grundlagen hinaus 
 

Wir haben im Kapitel "Grundlagen der Streuexperimente" schon sehr viele Begriffe zu Streuexperimenten kennengelernt. Das wichtigste ist sicherlich der differentielle Wirkungsquerschnitt und speziell der Rutherfordsche Wirkungsquerschnitt für die Streuung elektrisch geladener Teilchen an geladenen Targets. Die berühme Rutherfordsche Streuformel lautet zur Herleitung der Rutherfordschen Streuformel  Rutherfordsche Streuformel

Die Rutherfordsche Streuformel beruht auf einer Reihe von Annahmen, die in der Realität nur selten erfüllt sind. Sie gilt, wenn ... 

 
 
 
... Target und anfliegendes Teilchen quantenmechanisch als ebene Wellen betrachtet werden können (Dies ist die sog. Bornsche Näherung. Sie ist für Z.a << 1 (Z ist die Ladungszahl des Targets, a die Feinstrukturkonstante) erlaubt.)  
 
 
... das Target schwer gegenüber dem anfliegenden Teilchen ist und keine Energie (aber evtl. hohen Impuls) aufnimmt (Rückstoßfreiheit). 
  ... das Target und das anfliegende Teilchen keine innere Struktur haben, d.h. punktförmig sind. 
  ... das Target und das anfliegende Teilchen den Spin 0 haben. 


Die ersten zwei Annahmen seien auch weiterhin erfüllt. Wir beschränken uns bei den anfliegenden Teilchen auf Elektronen, die meistens benutzt werden, da sie als annähernd punktförmig betrachtet werden können. Da mit den Elektronen die Struktur eines Targets untersucht werden soll, ist die Annahme "das Target sei punktförmig" natürlich falsch.  
Das Ziel dieses Kapitels ist es, zu zeigen, wie mit experimentell erhaltenen Informationen (z.B. dem differentiellen Wirkungsquerschnitt) Informationen über vorhandene Teilchenstrukturen erhalten werden können.

Auch die letzte der o.g. Annahmen kann nicht gehalten werden, da die Elektronen Spin 1/2 besitzen. Die Streuung von Spin-1/2-Teilchen an spinlosen Targets wurde von Mott beschrieben. Dazu mehr auf der nächsten Seite.

 
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