质心坐标系在物理学中的应用研究

应用质心坐标系统研究了经典粒子两体散射的最大散射角，以a粒子被金箔攻射为例，讨论了微分散射截面在质心坐标系和实验室坐标系中的偏差随散射角的变化规律。将质心坐标系应用于激子这类准粒子相互作用问题，对半导体低边光吸收现象给予解释。结果表明：用质心坐标系无论是处理经典粒子散射还是处理准粒子相互作用都是十分方便的。     

协变的分波分析

本文討論低自旋情况下的两粒子相互作用的协变的分波分析問題。引入了协变的角动量算符和相对論不变的角量子数,利用协变的軌道角动量算符与四維相对动量算符的对易关系,唯一地定出了协变的軌道角动量算符在四維相对动量表象中的表示式和它的本征函数。在自旋1/2的粒子和光子的情况下,利用狄拉克方程和麦克斯威方程,定义了作为协变的总角动量組成部分的自旋算符,并求出了它們与协变的軌道角动量算符的耦合。对自旋0,1/2的粒子的散射和光致产生过程,作出了协变的分波分析,用四維不变量表出了不变振幅。通常的角量子数和质心系中散射角的余弦,現今換成了相对論不变的角量子数和始、末态中的四維相对动量(单位四維矢量)的标量积。非协变分波分析中质心系中的能量的作用,由四維总动量的模来代替。我們的結果消除了在利用分波分析研究散射过程时的角动量公式体系不便保持相对論不变形式的困难。     

卢瑟福散射公式在小角度上的有效性

对卢瑟福散射公式在小角度上的有效性进行了研究．当靶箔近似为平面时，用简单的几何关系得到了散射角下限的计算公式．用半经典方法讨论了屏蔽效应的影响．确定了卢瑟福散射公式的有效性取决于α粒子在靶箔内只经过一次散射假定的有效性．     

粒子尺度对散射能量分布的影响

本文由Mie散射理论出发,计算了球形粒子的散射光强以及散射相位函数,并利用Matlab程序编程计算并画出了粒子对电磁波的散射能量分布情况,并分析了粒子尺度对散射能量分布的影响。     

水介质中碳粒子Mie散射特性的研究

基于Mie散射理论,对水介质中碳微球颗粒光散射的性质进行了理论分析与数值计算,得到了散射强度与散射角、散射强度与粒子半径以及光学截面与入射波长的关系.研究表明,粒子的前向散射占优势;在入射波长确定的情况下,粒子的半径越大,前向散射强度越强.     

基于平行光束的后向散射光电感烟探测器的研究

简要介绍了光源辐射功率和波长、粒子浓度、粒径、散射角、散射体积和光敏元件的受光面积等对散射光电感烟探测器的影响，散射光强度与散射角度和粒径的关系，并说明了利用后向散射来设计出对黑烟和白烟都敏感的光电感烟探测器成为可能．     

二次康普顿散射和产生双光子的康普顿散射

从康普顿散射的基本原理出发,基于能量、动量守恒定律和相对论效应,首先讨论了康普顿散射中的二次散射,得出波长的改变量不仅与散射角有关,还与入射光子的波长(频率)有关;其次讨论了产生双光子的康普顿散射,由于这种散射的复杂性,只选取了两种特殊情形来讨论,得出散射光子的频率不仅与两个散射光子的散射角有关,还与入射光子频率有关,单一频率的入射光子发生双光子散射后,散射光子波长的改变还可能是连续变化的;康普顿散射实验说明二次散射和双光子散射的发生是可能的。     

气溶胶粒子的吸收对散射光强的影响

研究了气溶胶粒子的球形和旋转椭球两种模型的吸收效应对散射光强分布的影响. 文中使用Mie散射理论和T矩阵两种方法,分别得到了球形粒子和旋转椭球粒子对正入射的偏振光和非偏振光散射的散射光强随散射角的变化关系,同时,给出了气溶胶粒子的吸收效应对后向散射光强影响的仿真结果. 根据计算出的结果模拟得到了后向散射光强与球形气溶胶粒子的吸收效应成指数关系,而与旋转椭球气溶胶粒子吸收效应成非线性变化关系.      

相对论不变式与吸能反应

对一般吸能核反应及新基本粒子(特别是大质量的不稳定粒子)的形成过程,其物理本质都是将入射粒子的动能(对应于动质量)转变为反应产物静质量的增量,一般统称为吸能反应。在这类问题中,当靶子不动时(对实验室系而言),由于质心运动守恒(基于动量守恒)的要求,入射粒子的动能不可能全部转变为反应产物静质量的增量。因而就产生一个阈能计算的问题:入射粒子的动能(对实验室系而言)达到何种特定值以上时,吸能反应才得以发生?这个问题在高(吸)能反应及低(吸)能反应中,从物理原理讲是相同的:即只有相对于质心而运动的那部分能量(也即在质心系中的动能)     

磁场对放电阴极区中电子能量及角分布的影响

采用Ｃｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟方法研究了磁场对直流辉光放电阻极鞘层中电子能量及角分布的影响。磁场垂直于阴极鞘层中电场的方向。电子与中性粒子的碰撞过程由自散射技术处理。计算了电子与中性粒子的非弹性碰撞次数。着重研究了电子的能量和散射角分布。结果表明，横向磁场能在一定程度上改变直流放电中电子的输运过程。磁场中电子与中性粒子的非弹性碰撞增强，这一结果与实验结果基本一致。     

吸收介质的Mie散射光学特性研究

利用M ie散射理论,给出孤立粒子的散射、消光和吸收截面以及散射场强度的计算公式,并对烟灰颗粒的散射场强度随散射角的变化以及内部场强随粒子半径的变化情况进行了讨论。     

相对论下实验室系和质心系散射角之间的变换关系

本文根据相对论动量和能量守恒定律,导出在相对论情况下实验室坐标系和质心坐标系中散射角之间的变换关系。     

基于蒸发波导的气溶胶散射特性

利用单球形粒子和双层球粒子的散射模型对大气气溶胶粒子的散射特性进行了分析,对双层球的不同内层折射率和不同粒子半径条件下粒子的散射特性进行了计算,并用两种模型对不同大气湿度情况下海洋气溶胶散射进行了分析和仿真.结果表明:采用双层球模型计算的前向散射强度比用单层球模型进行计算的要大,而后向散射要弱;随着大气湿度的增加,气溶胶粒子半径变大,后向散射变强;用湖面上大气气溶胶粒子散射与仿真的拟海洋气溶胶散射的消光系数比较,实测消光系数值与双层球模型计算的消光系数值更接近.     

三体散射

<正> 三体散射即三个粒子互相碰撞而后又分离的过程。对于微观粒子,我们所要解决的问题是:在知道了粒子之间相互作用势以及碰撞前系统的状态的情况下,求出任何指定方向上单位立体角内,任何指定能量附近单位能量间隔内任一粒子的散射几率。     

浅谈负电荷粒子的“卢瑟福散射”

本文通过对α粒子的卢瑟福散射理论的引伸,导出负电荷粒子“卢瑟福散射”所遵循的规律公式。同时指出,负电荷粒子一次性大角散射的理论计算和实验观察开始出现偏差时的角度较之相应的正电荷粒子散射角为小;由于入射电了受原子核外诸电子库仑斥力的影响不能忽略,负电荷粒子的“卢瑟福散射”理论公式不适用于电子被薄金属箔散射的情况。     

200GeV下Cu+Cu碰撞中强子产额及其产额比的研究

在夸克组合图像下考虑因子化假设并计入净夸克的影响和强衰变、电磁衰变的贡献,推导出各种末态强子的产额公式.利用产额公式计算RHIC能区Cu+Cu碰撞中质心系能量为200GeV中间快度区不同中心度下的强子产额及产额比,并与实验数据进行比较.通过比较发现,质心系能量为200GeV的Cu+Cu碰撞从中心到边缘的理论计算结果在误差范围内与实验数据符合.     

JLab库仑求和规则测试实验量能器性能分析

对6块CsI和NaI晶体组成的量能器(CSR晶体)在美国JLab Hall A实验装置上进行性能测试.0.4～3.6 GeV能量的电子束入射到不同靶(4He,12C,56Fe和208Pb)上,在散射角90°和120°上测量散射电子的能量.进而对CSR晶体以及Hall A原有的铅玻璃量能器进行能量刻度并求得它们的能量分辨率,得出CSR晶体的能量分辨率比铅玻璃的分辨率平均好4倍多,能更好地区分所要的散射电子和要去除的背景电子.由此JLab Hall A的库仑求和规则实验将选用CsI或NaI晶体替代原有的铅玻璃量能器.     

北京谱仪上D物理研究中的粒子鉴别

使用北京谱仪在质心系能量3．097GeV和3．773GeV附近采集的数据样本，研究了对D介子衰变产生的不同种类的带电粒子和中性粒子的准确鉴别问题。     

相对论性粒子系统及其动量中心系

牛顿力学中引用系统的质心和质心系;而相对论力学中有的引用动量中心系[1],也有引用质心系[2],本文通过这几个物理概念的阐述和比较,目的在于进一步理解它们的物理意义,了解它们在高能粒子碰撞过程中的应用。     

对模压缩算符和双模压缩态的新形式表示及其性质

在质心坐标系下引入了双粒子坐标本征态和动量本征态，得到双模压缩算符和双模压缩态在坐标表象和动量表象中的新形式表示，证明了双模压缩态也是准粒子空间的双模相干态，它可以对应两类不同的位移宗量，导出了双模压缩态与质心系下坐标本征态和动量本征态之间的转换关系，并讨论了双模压缩态的若干性质。