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用相函数方法计算低能电子同氦原子的弹性散射 低能电子和氦原子的弹性散射问题是一个经典的散射过程,其中电子被散射到不同的角度上,在散射过程中和氦原子发生弹性碰撞。通过相函数方法,我们可以计算弹性散射的几率,并研究散射角度的分布。 首先,我们需要了解散射过程的基本原理。散射过程可以用散射振幅表示,而散射振幅与散射势之间存在关联。根据微扰理论,散射振幅可以表示为一系列的相移的总和,相移与散射势之间存在简单的线性关系。 对于弹性散射过程,我们可以将散射振幅表示为一个幅角和一个相位的复数形式。幅角表示弹性散射的散射几率,而相位则与轨道角动量有关。在相函数方法中,我们主要关注幅角的计算。 为了计算散射振幅的幅角,我们需要知道散射势。在低能散射中,我们可以采用简化的球对称势能模型来描述氦原子的散射势。这可以通过简化的库伯势函数来实现,其中电子与氦原子的相互作用势能与核心结构有关。 根据库伯理论,我们可以写出电子与氦原子的相互作用势能: V(r)=-C/r^n 其中,V(r)表示势能,r表示电子与氦原子之间的距离,C表示势能参数,n表示势能函数形式参数。根据实验数据,我们可以确定这些参数的值。 现在我们可以开始计算散射振幅的幅角了。相函数方法中的关键是构建一个散射或反射相函数来描述散射过程。有多种方法可以计算相函数,其中一种常用的方法是基于径向波函数的相积法。 首先,我们将波函数表示为径向和角向两部分的乘积形式: Ψ(r,θ)=R(r)Y(θ) 其中,Ψ(r,θ)表示波函数,R(r)表示径向波函数,Y(θ)表示角向波函数。径向波函数满足径向运动方程,由此我们可以得到径向波函数的解析表达式。 利用径向波函数和径向积分方程的关系,我们可以得到散射振幅的表达式。通过求解径向积分方程,我们可以得到散射振幅的幅角。 最后,我们可以通过散射振幅的幅角来计算散射角的分布。散射经验公式给出了散射角与散射振幅之间的关系,因此我们可以根据散射振幅的幅角得到散射角的分布函数。 在计算中,我们可以使用数值方法来求解径向积分方程和散射振幅的幅角。使用数值方法可以更准确地计算散射角的分布,并提高计算效率。 综上所述,相函数方法是研究低能电子与氦原子弹性散射的一种有效方法。通过构建散射相函数,并利用径向波函数和散射振幅的幅角,我们可以计算出散射角的分布。这对于研究散射过程的角分布特性具有重要意义,并对相关领域的科学研究具有指导意义。 当然,以上只是对相函数方法计算低能电子同氦原子弹性散射的简要介绍,具体的推导和计算过程还需要更详细、更深入的分析。此外,在实际计算中还需要考虑更多的因素,如电子的能量、散射截面等。因此,在进行具体计算前,还需要进一步阅读相关文献和文献资料,完善计算模型和方法。