庫侖散射（Coulomb's scattering）是指帶電粒子入射到物質(zhì)中受物質(zhì)原子核庫侖電場作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)而散開的現(xiàn)象。

外文名

Coulomb's scattering

學科

粒子物理學

理論詮釋

帶電粒子入射方向與散射方向的夾角稱為散射角 θ。庫侖散射的特點是散射粒子按角度的分布，與

成反比，即散射粒子多集中在前向小角度區(qū)域。由于1912年E.盧瑟福的著名α粒子散射實驗和他發(fā)展了這種散射的理論而常被稱為盧瑟福散射。在這種散射下，入射粒子的經(jīng)典軌道是以原子核為焦點的雙曲線。帶電粒子與物質(zhì)中原子的外層電子也有類似的作用，但散射角一般很小而可以忽略。帶電粒子射入物質(zhì)層后，經(jīng)過多次連續(xù)發(fā)生的庫侖散射，稱為多次庫侖散射。由此，射出物質(zhì)層粒子主要在最終偏轉(zhuǎn)角 θ內(nèi)分布。它是多次小角度散射的總效果。 θ近似地與入射粒子的電荷 Z和所穿過物質(zhì)層厚度的平方根成正比，與其動量

p

與速度

v

的乘積成反比。

應用

因在原子核物理和粒子物理實驗中常利用帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑測定其動量，而對動量越低的粒子，多次庫侖散射越加影響偏轉(zhuǎn)半徑的測量精度。這時選擇多次庫侖散射效應較小的物質(zhì)和盡可能減少偏轉(zhuǎn)過程中穿過的物質(zhì)量以減小偏轉(zhuǎn)角 θ，用以改善動量測量精度是很必要的。反之，在早期的徑跡探測器諸如核乳膠及氣泡室中，常利用測量盡可能明顯的偏轉(zhuǎn)角 θ以確定帶電粒子的

值，并進一步以此鑒別粒子。