Versio 27. huhtikuuta 2016 kello 20.09 muokkaa Kulmalukko (keskustelu \| muokkaukset) seulojat 5 440 muokkausta pEi muokkausyhteenvetoa ← Vanhempi muutos		Versio 27. huhtikuuta 2016 kello 20.20 muokkaa kumoa Kulmalukko (keskustelu \| muokkaukset) seulojat 5 440 muokkausta Ei muokkausyhteenvetoa Uudempi muutos →
Rivi 1: '''Vaikutusala''' ('''σ''') ilmaisee [[ydinfysiikka\|ydin-]] ja [[hiukkasfysiikka\|hiukkasfysiikassa]] [[hiukkanen\|hiukkasten]] välisen [[vuorovaikutus\|vuorovaikutuksen]] [[todennäköisyys\|todennäköisyyden]]. Tavallisesti viitataan kuitenkin nuklidin suuruusluokan vuorovaikutuksista, eikä niinkään esim. atomien tai fotonin ja atomin välisiin vuorovaikutuksiin (kemialliset vuorovaikutukset). Vuorovaikutuksen todennäköisyys riippuu hiukkasen/nuklidin tyypistä, koosta, hiukkasten välisestä etäisyydestä, kulkusuunnasta, liike-energiasta, varauksesta sekä hiukkasten määrästä per tilavuusyksikkö. Vaikutusala on tärkeä ~~yksikkö~~suure mm. ydinreaktoreissa ja hiukkaskiihdyttimissä. Hiukkasen tai [[sähkömagneettinen säteily\|sähkömagneettisen säteilyn]] [[Absorptio (sähkömagneettinen säteily)\|absorboituessa]] puhutaan [[absorptiovaikutusala]]sta ja vastaavasti [[sironta\|sirotessa]] [[sirontavaikutusala]]sta. Ydinfysiikassa vaikutusalalla voidaan tarkoittaa myös [[ydinreaktio]]n todennäköisyyttä. Kaikki vaikutusalat yhdessä muodostavat ''kokonaisvaikutusalan'', joka kertoo vuorovaikutuksen todennäköisyyden ottaen huomioon kaikki mahdolliset vuorovaikutustavat.▼ === Hiukkasten välisten vuorovaikutuksen tyypit todennäköisyysjärjestyksessä ===▼ Vuorovaikutustodennäköisyys määritellään [[klassinen mekaniikka\|klassisesti]] törmäävien kappaleiden [[pinta-ala\|poikkipinta-alojen]] suhteena. Vaikka vaikutusala kuvaa vuorovaikutuksen todennäköisyyttä, ilmaistaan se kuitenkin yleensä efektiivisenä pinta-alana. Ydinfysiikassa sirontavaikutusalan [[mittayksikkö\|yksikkö]] on yleensä [[barni]] (10<sup>-28</sup> [[metri\|m]]<sup>2</sup>)<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2014/20141015 \| Nimeke = Valtioneuvoston asetus mittayksiköistä (1015/2014), 9 § \| Julkaisija = Finlex \| Viitattu = 4.6.2015}}</ref>, joka on samaa suuruusluokkaa kuin [[ydin\|ytimen]] pinta-ala.<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/nucrea.html#c3 \| Nimeke = Nuclear cross section \| Julkaisija = Hyperphysics \| Kieli = {{en}}}}</ref> Sähkömagneettisen [[säteily]]n ja [[neutroni]]en sirontavaikutusala ilmaistaan yleensä [[yksikkö\|yksiköissä]] [[metri\|cm]]<sup>2</sup>.▼ Sirontavaikutusalan käsitettä voi tarkastella esimerkiksi [[Rutherfordin koe\|Rutherfordin sirontakokeessa]], jossa sironnan [[todennäköisyys]] eli sirontavaikutusala kertoo millä todennäköisyydellä [[alfahiukkanen]] siroaa tiettyyn sirontakulmaan [[kulta]]kalvosta.<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/ruthcross.html#c1 \| Nimeke = Scattering cross section \| Julkaisija = Hyperphysics \| Kieli = {{en}}}}</ref>▼ '''Differentiaalinen sirontavaikutusala''' <math>\frac{d\sigma}{d\Omega}</math> kertoo millä [[todennäköisyys\|todennäköisyydellä]] hiukkanen tai säteilykvantti siroaa johonkin tiettyyn [[avaruuskulma]]an (Ω). Jos differentiaalinen vaikutusala jaetaan eli normalisoidaan sirottavan aineen [[tilavuus\|tilavuudella]], saadaan uusi differentiaalinen vaikutusala <math>\frac{d\Sigma}{d\Omega}</math>, jonka yksikkö on cm<sup>-1</sup>. Se ei riipu sirottavan aineen määrästä, ja eri materiaalien differentiaalisia sirontavaikutusaloja voidaan suoraan verrata toisiinsa.▼ ▲=== Hiukkasten välisten vuorovaikutuksen tyypit todennäköisyysjärjestyksessä === * Ei vuorovaikutusta ** Koska nuklidin koko verrattuna atomin kokoon on suuruusluokkaa 1:100 000 vuorovaikutuksen todennäköisyys kahden yksittäisen nuklidin välillä on erittäin pieni. Nuklidi tai hiukkanen läpäisee atomin ilman huomattavaa vuorovaikutusta. Lähestyvän hiukkasen energialla, ja niiden määrällä voidaan kuitenkin nostaa vuorovaikutuksen todennäköisyyttä. Rivi 8 ⟶ 16: * [[Kimmoinen törmäys\|Täysin elastinen törmäys]] Jos lähestyvän hiukkasen tai nuklidin liike-energia on sopiva ja liikesuunta kulkee riittävän lähellä ts. kohti kohdenuklidia niin, että se riittää kumoamaan sähkömagneettisen poistovaikutuksen, mutta ei kuitenkaan vahvan voiman poistovaikutusta voi tapahtua ns. täysin elastinen törmäys. * Täysin elastisessa törmäyksessä, molempien hiukkasten tai nuklidien ~~like~~liike-energiat säilyvät niin, että lähestyvän hiukkasen liikesuunta kuitenkin muuttuu 180 astetta eli se "kimpoaa" kohdenuklidista. * Täysin epäelastisenen törmäys Täysin epäelastisessa törmäyksessä lähestyvän hiukkasen/nuklidin ~~like~~liike-energia riittää kumoamaan sekä sähköisen- että vahvan voiman poistovaikutuksen. Näin ollen lähestyvä hiukkanen siirtyy vahvan voiman vetovaikutksen puolelle ja hiukkanen/nuklidi fuusioituu kohdenuklidiin. Hiukkasten ~~like~~liike-energiat säilyy niin, että näin syntyneen uuden nuklidin ~~like~~liike-energia ja liikemäärä on lähestyvän hiukkasen/nuklidin ja kohdenuklidin liike-energioiden- ja määrien summa. Tätä kutsutaan myös absorptioksi, jos lähestyvä hiukkanen on neutron (tai fotoni). [[Fuusioreaktio\|Fuusio]]<nowiki/>n seurauksena syntyt [[nuklidi]] voi olla sekä stabiili (esim. He-4) tai epästabiili (esim U-236). * Epästabiili nuklidi **** Voi hajota kahdeksi tai useammaksi tytärnuklidiksi ([[fissio]]) Rivi 18 ⟶ 26: * Gammahiukkasen absorptio ** Teoreettisesti nuklidi voi plasmatilassa (ioni) absorboida myös gammahiukkasen eli fotonin, ja sen energiatila voi muuttua. Tätä ei kuitenkaan normaalisti tapahdu atomissa, sillä elektroni absorboi fotonin ennen kuin se vaikuttaa nuklidiin. ▲Hiukkasen tai [[sähkömagneettinen säteily\|sähkömagneettisen säteilyn]] [[Absorptio (sähkömagneettinen säteily)\|absorboituessa]] puhutaan [[absorptiovaikutusala]]sta ja vastaavasti [[sironta\|sirotessa]] [[sirontavaikutusala]]sta. Ydinfysiikassa vaikutusalalla voidaan tarkoittaa myös [[ydinreaktio]]n todennäköisyyttä. Kaikki vaikutusalat yhdessä muodostavat ''kokonaisvaikutusalan'', joka kertoo vuorovaikutuksen todennäköisyyden ottaen huomioon kaikki mahdolliset vuorovaikutustavat. ▲Vuorovaikutustodennäköisyys määritellään [[klassinen mekaniikka\|klassisesti]] törmäävien kappaleiden [[pinta-ala\|poikkipinta-alojen]] suhteena. Vaikka vaikutusala kuvaa vuorovaikutuksen todennäköisyyttä, ilmaistaan se kuitenkin yleensä efektiivisenä pinta-alana. Ydinfysiikassa sirontavaikutusalan [[mittayksikkö\|yksikkö]] on yleensä [[barni]] (10<sup>-28</sup> [[metri\|m]]<sup>2</sup>)<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2014/20141015 \| Nimeke = Valtioneuvoston asetus mittayksiköistä (1015/2014), 9 § \| Julkaisija = Finlex \| Viitattu = 4.6.2015}}</ref>, joka on samaa suuruusluokkaa kuin [[ydin\|ytimen]] pinta-ala.<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/nucrea.html#c3 \| Nimeke = Nuclear cross section \| Julkaisija = Hyperphysics \| Kieli = {{en}}}}</ref> Sähkömagneettisen [[säteily]]n ja [[neutroni]]en sirontavaikutusala ilmaistaan yleensä [[yksikkö\|yksiköissä]] [[metri\|cm]]<sup>2</sup>. ▲Sirontavaikutusalan käsitettä voi tarkastella esimerkiksi [[Rutherfordin koe\|Rutherfordin sirontakokeessa]], jossa sironnan [[todennäköisyys]] eli sirontavaikutusala kertoo millä todennäköisyydellä [[alfahiukkanen]] siroaa tiettyyn sirontakulmaan [[kulta]]kalvosta.<ref>{{verkkoviite \| Osoite = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/ruthcross.html#c1 \| Nimeke = Scattering cross section \| Julkaisija = Hyperphysics \| Kieli = {{en}}}}</ref> ▲'''Differentiaalinen sirontavaikutusala''' <math>\frac{d\sigma}{d\Omega}</math> kertoo millä [[todennäköisyys\|todennäköisyydellä]] hiukkanen tai säteilykvantti siroaa johonkin tiettyyn [[avaruuskulma]]an (Ω). Jos differentiaalinen vaikutusala jaetaan eli normalisoidaan sirottavan aineen [[tilavuus\|tilavuudella]], saadaan uusi differentiaalinen vaikutusala <math>\frac{d\Sigma}{d\Omega}</math>, jonka yksikkö on cm<sup>-1</sup>. Se ei riipu sirottavan aineen määrästä, ja eri materiaalien differentiaalisia sirontavaikutusaloja voidaan suoraan verrata toisiinsa. ==Lähteet==

Ero sivun ”Vaikutusala” versioiden välillä