(elastically scattered electrons). Пружні зіткнення - це такі, при яких енергія не витрачається на збудження атомів середовища. Напрямок руху електрона може змінюватися, але енергія практично не змінюється, тобто Š≈ Е0. Ми будемо розділяти пружне розсіяння на ізольованому атомі і на системі атомів.
Пружне розсіяння на ізольованому атомі. Проходячи повз атома на великому видаленні від нього, ел-н взаємодіє з ел-нами зовнішньої оболонки і відчуває розсіювання на невеликий кут. Якщо ж ел-н налітає на атом з малим прицільним параметром, то розсіяння може бути на великий кут, аж до 180 Вє. З великою ймовірністю електрон буде неуважний вперед, однак є мала ймовірність розсіяння на великий кут (> 90 Вє). Пружне розсіяння на малі кути зазвичай викликано розсіюванням на електронах, а на великі кути - на ядрах.
Обратнорассеянние ел-ни мають енергію, близьку до початкової і несуть інформацію про поверхні. Оскільки розсіяння ніколи не є істинно пружним (як мінімум, ел-н випускає гальмівне випромінювання), то поділ на пружне і непружне розсіювання є досить умовним.
Перетин пружного розсіяння описується формулою Резерфорда:
dПѓ (Оё)/dО© = e4Z2/[16E02sin4 (Оё/2)]
Проінтегрував по куту від 0 до ПЂ, для інтегрального перерізу будемо мати: Пѓn = 1.62 10-24 (Z/E0) 2cot2 (Оё/2).
Тут розтин не враховує електронну екранівку заряду ядра. Крім цього, воно для нерелятивістських швидкостей. Екранівку враховують введенням параметра Бора a0 = 4ПЂД§2Оµ0/(m0e2) = 0.0529 нм, де Оµ0 - діелектрична константа, і введенням поправки на екранування.
Релятивізм ел-в враховують введенням відповідної поправки для довжини хвилі електрона
О» = 2ПЂД§/{2m0E0 [1 + E0/(2m0c2)]} 1/2
У результаті для диференціального перерізу отримуємо
dПѓ (Оё)/dО© = О»4 Z2/{64ПЂ4 (a0) 2 [sin2 (Оё/2) + (Оё0/2) 2] 2
Це т.зв. екранована релятивістська формула Резерфорда, добре працююча до енергій 300-400 кеВ і для Z <30. Важливо пам'ятати, що перетин розсіяння (Пѓ, Q) ел-нів зменшується з зростанням енергії Е0.
Пружне розсіяння на системі атомів на відміну від класичного корпускулярного підходу, описується в рамках хвильового механізму взаємодії. Формула Резерфорда, навіть з поправками на екранівку і релятивізм не можуть точно описати процес розсіяння, оскільки вона ігнорує хвильову природу електронів.
У хвильовому підході взаємодія описується амплітудою, або фактором атомного розсіювання, який співвідноситься з диференціальним перерізом як
| f (Оё) | 2 = dПѓ (Оё)/dО©.
Саме хвильовому характером електронів зобов'язане таке явище як дифракція.
Непружне розсіяння. Енергія таких електронів (inelastically scattered electrons) Е <Е0 - (energy loss electrons) втрачається на а) колективна взаємодія з багатьма атомами, б) генерацію процесів, що призводять до вильоту вторинних електронів; в) генерац...
