مقطع الامتصاص

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Absorption cross section" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (October 2018) (Learn how and when to remove this message)

في الفيزياء ، مقطع الامتصاص هو مقياس لاحتمالية عملية الامتصاص. وبشكل عام، يستخدم مصطلح المقطع العرضي في الفيزياء لقياس احتمالية تفاعل جسيم-جسيم معين، على سبيل المثال، التشتت ، الامتصاص الكهرومغناطيسي ، إلخ. (لاحظ أن الضوء في هذا السياق يوصف بأنه يتكون من جسيمات ، أي الفوتونات ). يحتوي مقطع الامتصاص النموذجي على وحدات سم ² ⋅جزيء ⁻¹ . تكريمًا للمساهمة الأساسية لماريا جوبرت ماير في هذا المجال، تم تسمية وحدة مقطع الامتصاص ثنائي الفوتون "GM". وحدة GM واحدة هي 10 ⁻⁵⁰  سم ⁴ ⋅ثانية ⋅فوتون ⁻¹ . ^{[1] [2]}

في سياق حجب الأوزون للضوء فوق البنفسجي ، يشير مقطع الامتصاص إلى قدرة الجزيء على امتصاص فوتون بطول موجي واستقطاب معينين . وعلى نحو مماثل، في سياق الهندسة النووية، يشير إلى احتمالية امتصاص نواة لجسيم (عادةً نيوترون ) . وعلى الرغم من أن الوحدات تُعطى كمساحة، إلا أنها لا تشير إلى مساحة بحجم فعلي، على الأقل جزئيًا لأن كثافة أو حالة الجزيء المستهدف ستؤثر على احتمالية الامتصاص. كميًا، فإن عدد الفوتونات الممتصة، بين النقاط وعلى طول مسار الشعاع هو حاصل ضرب عدد الفوتونات التي تخترق العمق في عدد الجزيئات الممتصة لكل وحدة حجم في مقطع الامتصاص : ${\displaystyle dN}$${\displaystyle x}$${\displaystyle x+dx}$${\displaystyle N}$${\displaystyle x}$${\displaystyle n}$${\displaystyle \sigma }$

${\displaystyle {\frac {dN}{dx}}=-Nn\sigma }$.

يرتبط المقطع العرضي للامتصاص ارتباطًا وثيقًا بالامتصاص المولي ومعامل الامتصاص الكتلي . ${\displaystyle \varepsilon }$

${\displaystyle \sigma ={\frac {\ln(10)\times 10^{3}}{N_{\text{A}}}}\times \varepsilon }$

بالنسبة لجسيم معين وطاقته، يمكن حساب المقطع الامتصاصي للمادة المستهدفة من معامل امتصاص الكتلة باستخدام:

${\displaystyle \sigma =(\mu /\rho )m_{\text{a}}/N_{\text{A}}}$

أين:

• ${\displaystyle \mu /\rho }$هو معامل امتصاص الكتلة
• ${\displaystyle m_{\text{a}}}$هي الكتلة المولية بالجرام/مول
• ${\displaystyle N_{\text{A}}}$هل ثابت أفوجادرو؟

ويتم التعبير عن ذلك أيضًا بشكل شائع على النحو التالي:

${\displaystyle \sigma =\alpha /n}$

أين:

• ${\displaystyle \alpha }$هو معامل الامتصاص
• ${\displaystyle n}$هو كثافة العدد الذري