المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24


Elastic Collision and Rotation Angle  
  
1085   05:07 مساءاً   date: 13-7-2016
Author : Sidney B. Cahn And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 41

Elastic Collision and Rotation Angle

Consider an elastic collision (namely a collision where the particles involved do not change their internal state) of an incident particle of mass m1, momentum p1, and energy ε1 (see notation below), with a particle of mass m2 at rest. Let the final energies be ἓ1 and ἓ2 and the final momenta be  and  (all of this in the laboratory frame).

a) In the center of mass frame (CMF), denote by p10 and p20 the incoming momenta of the two particles and by ε10, ε20 their energies.

One has

 (i)

where p0 is a vector. In the center of mass frame the collision rotates the direction of the momenta. Let the outgoing momenta and energies be  and the rotation angle be χ. From conservation of energy and momentum, what can you tell about   About ἓ10 and ἓ20?

b) From the energy and momentum conservation laws,

 (ii)

show that

 (iii)

c) Evaluate the first and third terms of the left-hand side of equation (3) in the laboratory frame. Evaluate the second term in the CMF in terms of p0 and χ (and masses). Now use equation (3) to find an expression for (ἓ - ε) in terms of p0 and χ (and masses).

d) Find an expression for p0 in terms of ε1 (and masses) by evaluating p1 . p2 both in the laboratory and CMF.

e) Give ἓ1 and ἓ2 in terms of ε1, ε2, and χ.

f) Consider the case for maximal energy transfer. What is the value of χ? For this case find the ratio of the final kinetic energy to the incident kinetic energy for the incoming particle (in the laboratory frame).

Notation: Here we use

SOLUTION

a) Express conservation of energy as

(1)

Conservation of momentum gives

(2)

From the information given and (2)

(3)

These equations may be rearranged to yield

(4)

Substituting (1) into (4) yields

(5)

Adding or subtracting (1) from (5) results in

(6)

and by (3),

(7)

b) Inspection of (iii) seems to indicate the way to proceed, since  does not appear. Subtract  from both sides of (ii) and square:

(8)

c) The instructions in (c) exploit the invariance of a product of 4-vectors under a Lorentz transformation, here from the laboratory frame to the CMF. In the laboratory frame

So we have

In the CMF

where

Substitution into (8) yields

Now, ε210 = p20 + m21, so

(9)

d) From (c), p1 . p2 in the laboratory frame equals ε1m2, and p1 . p2 in the CMF equals ε10ε20 + p20, so

(10)

Rearrange and square (10):

(11)

yielding

(12)

If the incident mass has no kinetic energy, in the CMF it should have no momentum, as seen in (12). If m2/m1 → 0, then the frame of particle 1 is the CMF, so p0 again should equal 0.

e) From (9) and (12) we have

Conservation of energy gives

So

f) We maximize  by letting χ = π. So

For m1 = m2, the final kinetic energy of the incident particle equals 0.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.