Streu-Experimente mit festem Target -
Der Wirkungsquerschnitt (geometrische Interpretation)
Der Begriff Wirkungs
querschnitt
kann auf verschiede Weisen interpretiert werden. Am anschaulichsten stellt man sich darunter die geometrische
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Querschnitt
sfläche 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)
2
p
.
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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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