Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Pisząctorównanie,przyjęliśmy,żeamplitudarozpraszania
a
jest
takasamadlawszystkichatomów.Istniejezatemogromnaliczba
nieodróżnialnychodsiebiedróg,poktórychneutronmożedojśćdo
licznika.Sąonenieodróżnialnedlatego,żeniskoenergetycznyneutron
szyblośćzliczeń
(a)
θ
rozpraszasięnajądrze,niepowodującwybiciaatomuzjegomiejsca
wkrysztale–rozpraszanieniepozostawiaposobieżadnegonśladu”.
Zgodniezpoprzednimirozważaniami,całkowitaamplitudaznalezienia
neutronuwCjestsumąwyrażenia(3.11)powszystkichatomach:
N
<neutronwC|neutronzS>“
ÿ
<C|i>a<i|S>.
(3.12)
i.1
Ponieważpodajemyamplitudyrozproszeniaodatomówznajdujących
prawdopodobieństwo
przeskokuspinu
(b)
θ
sięwróżnychpołożeniach,amplitudytemająróżnefazy,coda
charakterystycznyobrazinterferencyjny,któryjużanalizowaliśmy
wprzypadkurozpraszaniaświatłanaukładzieszczelin.
Natężenieneutronówjakofunkcjakątawykazujeczęstowpodob-
nychdoświadczeniachrzeczywiściebardzosilnezmiany–obserwujemy
bardzoostremaksimainterferencyjneiprawienicpomiędzynimi–
jaktopokazujerys.3.6a.Jednakże,dlapewnychtypówkryształów
sprawymająsięinaczej,mianowicieobokmaksimówinterferencyj-
nychrozważanychpowyżejwystępujetłorozpraszaniawewszystkich
szybkośćzliczeń
(c)
θ
kierunkach.Musimyspróbowaćzrozumiećpozornietajemniczeprzy-
czynytegozjawiska.Otóżnierozważaliśmydotejporyjednejważnej
cechyneutronu.Neutronmaspinowartości
1
2
.Możezatemznajdować
sięwjednymzdwóchstanów:albozespinemnwgórę”,powiedzmy
prostopadledopłaszczyznyrys.3.5,albozespinemnwdół”.Jeżeli
Rys.3.6.Szybkośćzliczeńneutronówjako
jądraatomówkryształuniemająspinu,spinneutronuniemażad-
funkcjakąta:(a)dlająderospiniezero;(b)
negowpływunaprzebiegrozpraszania.Jeżelijednakjądraatomów
prawdopodobieństworozproszenia
kryształutakżemająspin,powiedzmyspinrówny
opisanepowyżejrozmazanetłorozpraszania.Wyjaśnienietegojest
1
2
,zaobserwujecie
zprzeskokiemspinu;(c)obserwowana
szybkośćzliczeńdlająderospinie1
2
następujące.
Jeżelispinneutronuispinjądraatomusąjednakowoskierowane,
wprocesierozpraszanianiemożezajśćżadnazmianaspinu.Jeżeli
neutronijądroatomowemająspinyskierowaneprzeciwnie,rozpra-
szaniemożezajśćnadwasposoby:albobezzmianyspinów,albo
zzamianąkierunkówspinów.Tazasadaniezmiennościsumyspinów
jestanalogicznadonaszejklasycznejzasadyzachowaniamomentu
pędu.Abyzrozumiećtozjawisko,przyjmiemynajpierw,żewszystkie
rozpraszającejądramająspinyskierowanewjednąstronę.Rozprasza-
nieneutronuztaksamoskierowanymspinemdaoczekiwanyrozkład
zostrymimaksimamiinterferencyjnymi.Acobędziewprzypadku
neutronuzprzeciwnieskierowanymspinem?Jeżelirozpraszaniezaj-
dziebezzmianykierunkuspinu,wprzebieguzjawiskaniezajdzie
żadnazmiana.Jeżelijednakpodczasrozpraszaniaspinyzamieniąsię
kierunkami,moglibyśmywzasadziestwierdzić,którejądrorozproszyło
neutron,ponieważbyłobytojedynejądrozodwróconymspinem.No,
3.3Rozpraszanienakrysztale
11
