帶電粒子同物質的作用，包括電子與物質相互作用、從子和質子與物質相互作用、重離子與物質相互作用、輕離子與物質相互作用。
基本介紹
- 中文名：帶電粒子同物質的作用
- 所屬學科：物理學
主要有以下幾種類型。電離或激發 當碰撞距離參量與原子的尺度相當時，運動的帶電粒子將與介質中的原子（分子）的束縛電子發生非彈性碰撞。入射粒子傳遞的能量如果僅使電子躍遷到較高能級上，稱為激發；電子獲得的能量如果大於它的束縛能，而脫離原子殼層，則稱為電離。這兩種過程都導致入射帶電粒子能量損失。帶電粒子與介質中原子（分子）發生多次碰撞而損失的能量，稱為電離能損。電離能損值與帶電粒子質量無關，只與其速度和有效電荷有關，在非相對論速度下與速度v的平方成反比；在βγ≈3.2時達到極小值，稱為最小電離，然後相對論性上升，這裡：如果知道粒子的電離能損和動量，則可從速度和動量求出入射粒子質量，從而提供粒子鑑別手段。軔致輻射 當碰撞參量小於原子尺寸時，運動的帶電粒子在介質原子核的庫侖場中發生減速或偏轉時輻射光子，損失能量，稱為軔致輻射。輻射能量損失與帶電粒子質量的平方成反比，與介質的原子序數成正比。庫侖散射 運動帶電粒子受到原子核庫侖場的作用發生偏轉而散射，稱為庫侖散射。特點是朝前（散射角為零）有極大值。在質心繫中，庫侖散射不損失能量。在實驗室系中，為了保持動量守恆，粒子將損失動能。高能帶電粒子穿過介質時會發生多次小角庫侖散射。核激發或核反應 當碰撞參量近於核半徑時，若帶電粒子的動能足夠大，能克服靜電勢壘進入核內，則可發生核反應或核激發。入射粒子的種類和能量以及介質的種類將決定核反應（核激發）的類型和截面。高能帶電粒子產生的輻射 能產生切倫科夫輻射和穿越輻射。前者是由於入射帶電粒子速度超過光在該介質的相速度時發生的輻射。後者是由於高速帶電粒子穿過兩種折射率不同的界面時發生的輻射。高速電子在磁場中偏轉時發生的同步輻射也可歸於高能帶電粒子輻射。原子位移和電子俘獲 當碰撞參量大於原子尺度時，入射粒子與介質中的原子相互作用，使它偏離正常位置，發生原子位移。在帶電粒子射程的末端會發生電子俘獲。
