§3.6.1 碰撞(散射)截面[精选].ppt

§3.6.1 碰撞（散射）截面 第二章曾经对分子碰撞过程利用下图做较为直观而又十分简单的定性分析， 在分析中假定两分子作对心碰撞。 ?实际上两分子作对心碰撞概率非常小, 大量发生的是非对心碰撞。 ??下面讨论非对心碰撞。 ?? 引入碰撞截面概念: ?? 图表示视作质点的 B 分子束平行射向静止的 A 分子时，B 分子的轨迹线.A 分子的质心在O。 由图可见，B 分子在接近 A 分子时受到 A 的作用而使轨迹线发生偏折。? ?????定义“偏折角”:它是 B 分子射向 A 分子时的轨迹线与离开A 分子时的轨迹线间的交角。 偏折角随 B 分子与 O 点间垂直距离 b 增大而减小。 令当 b 增大到偏折角开始变为零时的数值为d, 则 d 称为分子有效直径。 由于平行射线束可分布O 的四周，这样就以O 为圆心“截”出半径为d 的垂直于平行射线束的圆。 ? 所有射向圆内区域的视作质点的 B 分子都会发生偏折，因而都会被 A 分子散射。??? ?? 所有射向圆外区域的 B 分子都不会发生偏折，因而都不会被散射。? 圆的面积? ? ? d 2 称为分子散射截面，也称分子碰撞截面。? 碰撞截面中最简单的情况是刚球势的碰撞截面 。 不管两同种分子相对速率多大，分子有效直径总等于刚球的直径?。 对于有效直径分别为d1、d2的两刚球分子间的碰撞，其碰撞截面为 ? ? ?(d 1+d 2 )2 /4 ????? 刚性球的碰撞截面是以(d 1+d 2 ) /2 为半径的圆,可以从下面的图清楚地看到。 * * 在距离d 恰正开始不偏折 在距离 d 恰正开始不偏折, d —分子有效直径 在距离 d 恰正开始不偏折, d —分子有效直径 刚性分子碰撞截面可比喻为古代战争用的盾牌，而被碰撞的其它视为质点的 B分子可比喻为箭。 *