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第二章粒子探測(cè)的物理基礎(chǔ)§21帶電粒子和物質(zhì)的相互作用§22光子和物質(zhì)的相互作用§2-3強(qiáng)子和物質(zhì)的強(qiáng)相互作用§2-4高能粒子和物質(zhì)作用與簇射215323粒子探§2-1帶電粒子和物質(zhì)的相互作用粒子不能被直接觀測(cè),只有通過(guò)它們與物質(zhì)的相互作用才能被探測(cè)。粒子探測(cè)主要是指記錄粒子數(shù)目,測(cè)定其強(qiáng)度,確定粒子的性質(zhì)(能量動(dòng)量、飛行方向等)根據(jù)粒子的帶電性質(zhì)分類帶電粒子止等電磁輻射:x射線、γ射線中性粒子K0、等215323粒子探一、帶史糍子電離和激發(fā)損失能量1.電離和激發(fā)口入射帶電粒子與物質(zhì)原子的電子發(fā)生庫(kù)侖相互作用而損失能量,物質(zhì)原子的電子獲得能量。當(dāng)電子獲得能量足以克服原子核的東縛,則電子就脫離原子成為自由電子。這就是電離。電離的結(jié)果形成一對(duì)正離子和自由電子。若內(nèi)殼層電子被電離后,該殼層留下空穴,外層電子躍遷來(lái)填補(bǔ),同時(shí)放出特征X射線或俄歇電子當(dāng)電子獲得能量較少,不足以克服原子核的束縛成為自由電子,將躍遷到較高的能級(jí)。這就是原子的激發(fā)。處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定,作短暫停留后,將從激發(fā)態(tài)躍遷回到基態(tài),這就是退激。退激時(shí),釋放的能量以熒光的形式發(fā)射出來(lái)201932粒子探激發(fā)過(guò)程:q+atom→>atom+q>atom+y退激發(fā)原子放出低能熒光光子>電離過(guò)程:產(chǎn)生電子-離子對(duì)。入射粒子動(dòng)量P=mv=mh/k洛侖茲因子次散射傳遞給靜止電子的最大動(dòng)能n,cB-y-1+2m/m+(m/m)m3+m2+2mE/c2低能時(shí),2ym/m<<1,若m<m,近似有Tms=2mC2B2y對(duì)其他粒子,任意能量,分母中的平方項(xiàng)均可忽略,Tmx=+m/2mE2對(duì)相對(duì)論粒子,Eki≈E,pc≈EEhmE+m2c2/2m對(duì)μ輕子E+11對(duì)電子,TE/c2E-mc2215323粒子探2.帶電粒子能量的電離損失口電離損失帶電粒子與核外電子的非彈性碰撞,導(dǎo)致原子電離或激發(fā),是粒子損失動(dòng)能的主要方式。口電離損失通常把某種物質(zhì)中粒子通過(guò)單位長(zhǎng)度所損失的能量稱為該粒子在這種物質(zhì)中的能量損失或稱為該物質(zhì)對(duì)這種粒子的阻止本領(lǐng),用{濫表示面大,表明這種粒子在該物質(zhì)中的電離本領(lǐng)大

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