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1. Introducción.
2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques.
3. Choques elásticos. Sistemas de coordenadas laboratorio y centro de
masas.
4. Choques inelásticos. Variación de la energía en el choque. Reacciones.
5. Dispersión elástica por una esfera dura. Sección eficaz.
6. Dispersión por un potencial central: Dispersión de Rutherford.
Bibliografía: [Marion], [Rañada], [Goldstein], [AFinn]
Tema 7. Colisiones o choques y dispersión
Chantal Ferrer Roca 2008




NOTA IMPORTANTE:
Los contenidos de este documento representan un esquema de los conceptos
fundamentales del tema, por lo que en ningún caso se trata de apuntes
completos. Este esquema se complementa con explicaciones, razonamientos,
ejemplos y problemas que se desarrollan durante las clases, así como con
alguno(s) de los libros que se incluyen en la bibliografía
Bibliografía: [Marion], [Rañada], [Goldstein], [AFinn]
Chantal Ferrer Roca 2008
Tema 7. Colisiones o choques y dispersión



1. Introducción
COLISIÓN O CHOQUE : proceso de
interacción interno de un sistema (de dos cuerpos)
entre los que se transfiere momento y energía e
incluso masa
Ai + Bi
Af + Bf
interacción
m2
m1 p1,i
v2,i=0
m1 p1,f
m2
v2,i=0
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
(Justo) antes (Justo) después
b
b
b
Choque frontal
Choquesoblicuos
Dispersión o difusión: las partículas son las
mismas antes y después de la colisión
Reacción: cambia la naturaleza de las
partículas
Fuerzas impulsivas: grandes, tiempo breve
Fuerzas externas insignificantes en comparación
v (t)
Velocidad de un cuerpo deformable que cae desde una
cierta altura y choca contra el suelo
dt
b = parámetro de impacto
colisióncolisióncolisión
Chantal Ferrer Roca 2008




2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques
if TT >
BfAfBiAi TTTT +=+
fi PP
rr
=
Q>0 exotérmico
Choque elástico : T se conserva
choques 2D, en general
1. CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL (CML): las fuerzas externas son
despreciables frente a las fuerzas internas durante la colisión
BfAfBiAi pppp
rrrr
+=+
2. En base a la CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA (CE) en el choque:
if TT =
Choque inelástico : T no se conserva QTT if += QTTT if =∆=−
Q<0 endotérmico fi TT >La energía mecánica (cinética) se transforma en energía interna u otras
formas de energía disipativas (calor, deformación, etc.)
La energía interna se transforma en energía mecánica (cinética) de las
partículas finales (por ej.: en reacciones químicas, reacciones nucleares)
Se conocen los movimientos de las partículas antes de la colisión, pero se desconocen las fuerzas de
interacción. ¿Qué se puede saber de su movimiento final aunque desconozcamos las fuerzas de interacción?
Aunque no se conozca la interacción, los principios de conservación permiten deducir el estado final a
partir del inicial o viceversa .
Como vimos en el tema 4:
Chantal Ferrer Roca 2008




21 mm = 21 mm > 21 mm <
Choques 1D elásticos (se conserva la energía)
Choques 1D completamente inelásticos (no se conserva la energía)
21 mm =
21 mv00mv +=+
21 mm > 21 mm <
fi1 mv2mv =
f2f2f1f1i1i1 vmvm0vm +=+
0v,vv f1i1f2 >> 0v,vv f1i1f2 <<
f21i1i1 v)mm(vm +=
DEMO DEMODEMO
DEMO DEMO DEMO
DEMO de choques en 1D en clase (frontales)
Chantal Ferrer Roca 2008
2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars.MPG
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars_bs.MPG
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars_sb.MPG
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars.MPG
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars_bs.MPG
http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars_sb.MPG
Videos
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CM
vCM
m2
m2
m1 v1i
v2i=0
v2f
v1f
θ1
θ2 CM
vCM
m1
SISTEMA LABORATORIO
0p i2 =
r
ec2ppp f2f1i1
rrr
+=
ec1TTT f2f1i1 +=
CML
CE
2
2
f2
1
2
f1
1
2
i1
m2
p
m2
p
m2
p
+=
Momento y energía del estado inicial + una
medida del final (ángulo, por ejemplo) =
conocido estado final.
f2f1
2
f2
2
f1
2
f2f1
2
i1 pp2ppppp
rrrrrrr
⋅++=+=
Si las masas son idénticas, CML y CE son
compatibles si uno de los momentos es nulo
o si el ángulo entre ellas es 90º
3. Choques elásticos. Sistema laboratorio
En general, ambas partículas pueden tener velocidades iniciales. No obstante, siempre se puede encontrar un sistema
inercial en el que una de ellas está quieta inicialmente (principio de relatividad de Galileo: todos los sistemas inerciales
son equivalentes). Por otro lado, en muchos casos ese sistema es el sistema laboratorio (en el caso de reacciones
nucleares el blanco está fijo).
21
2211
CM
mm
vmvm
v
+
+
=
rr
r
La velocidad del CM es la misma
durante todo el proceso, al ser
despreciables las fuerzas externas
(Justo) antes
(Justo) después
colisión
1
21
sin
)2sin(
θ
θ+θ
= Demostrar
1
1
m
m
=ρ
Chantal Ferrer Roca 2008




-vCM
SISTEMA LABORATORIO
i2i1 'p'p
rr
−=
CMvvv
rrr
−='
SISTEMA CENTRO DE MASAS (CON `)
f2f1 'p'p
rr
−=
Trasf. Galileana
v
mmm
)vv(m
mm
vmvm
vvv'v
121
212
21
2211
1CM11
r
rrrr
rrrr µ
=
+
−
=
+
+
−=−=
v
mmm
)vv(m
mm
vmvm
vvv'v
221
121
21
2211
2CM22
r
rrrr
rrrr µ
−=
+
−
=
+
+
−=−=
CM
vCM
m2
m2
m1 v1i
v2i=0
v2f
v1f
θ1
θ2 CM
vCM
m1
0p i2 =
r
21
2211
CM
mm
vmvm
v
+
+
=
rr
r
después colisión
antes
De hecho, el SCM se define como aquel en el que el
momento lineal total (del sistema) es nulo
f2f1i2i1 'T'T'T'T +=+CE
f1i1 'p'p =
solo cambia la dirección del
movimiento θcm
CML
f2i2 'p'p =
f1i1 'v'v = f2i2 'v'v =
m1
CM
v'1i
m2
v'2i=vCM
p'i p'i
v'2f
θ’=ángulo de
dispersión
CM
θcm=θ’
θ‘=θcm+π
p'f
p'f
colisión
antes
después
CMvvv
rrr
−='
3. Choques elásticos. Sistema centro de masas
Chantal Ferrer Roca 2008




SISTEMA LABORATORIO SISTEMA CENTRO DE MASAS (CON `)
m1
CM
v'1,i
m2
v'2,i=vCM
p'i p'iCM
vCM
m2
m2
m1 v1,i
v2i=0
v2,f
v1,f
θ1
θ2 CM
vCM
m10p i2 =
r
después
colisión
v'2,f
θ’=ángulo de
dispersión
CM
θcm=θ’
θ‘=θcm+π
p'f
p'f
colisión
antes antes
después
v
r
CMv
r
θ
'v
r
θ’
CMf11f1
f11f1
v'cos'vcosv
'sin'vsinv
+θ=θ
θ=θ
Relación estados
finales para cualquiera
de las partículas
f1
cmfx1
fy1
1
v
v
'cos
'sin
p
p
tg
+θ
θ
==θ
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
ρ====
2
1
i1
i2
f1
f2
f1
cm
m
m
'v
'v
'v
'v
'v
v
Análogo para masa 2 (atención
signos)
ρ+θ
θ
=θ
'cos
'sin
tg 1
Si m2 está quieta (blanco en reacciones
nucleares) hemos visto que:
-vCM
CMvvv
rrr
−='
Trasf. Galileana
'cos1
'sin
tg 2
θ−
θ
=θ
Problema 7.7 de boletín
Problema 7.8 de boletín
i1
f1
E
E
demin
3. Choques elásticos. SL y SCM
Chantal Ferrer Roca 2008




ρ
∞→θπ=θ 1tg,'para∞→θρ−=θ 1tg,'cossi
1'vv fcm <ρ<
2
0posible 1
π
<θ≤π≤θ≤ 10posible
max1θ
2
0 max11
π
<θ≤θ≤
El denominador nunca será nulo,
Luego
Problema 7.9 de boletín
'v
v
'cos
'sin
tg
f1
cm
1
+θ
θ
=θ
1'vv fcm =ρ=
1tgθ
1tgθ
'θ
1'vv fcm >ρ>
max1θ
1tgθ
'θ'θ
'θ
CMv
r
CMv
r
CMv
r
fv
r
fv
r
f'θb'θ
'θ
fv
r
Para un valor de θ1 hay dos posibles de θ’, el “forward” y el “backward”. También
hay dos posibles valores del módulo de la velocidad en SL. Conocido el ángulo θ1 y
ρ, queda indeterminado en SL el módulo de la velocidad.
f'v
r
fbv
r
0
'd
)tg(d 1
=
θ
θ
ρ
−=−=θ
1
m
m
'cos
1
2
max
Sólo si 12 mm <
1θ f'v
r ff'v
r
Determinación de la masa del blanco
3. Choques elásticos. SL y SCM
Figuras del libro “Mecánica”. Berkeley Physics Course I" Kittel-Knight-Ruderman
Chantal Ferrer Roca 2008




fi PP
rr
= 0TTQ if ≠−=
NO hay CONSERVACIÓN DE LA
ENERGÍA CINÉTICA
CML
i1i2
f1f2
i
f
vv
vv
)inicialrelativavelocidad(u
)finalrelativavelocidad(u
e rr
rr
−
−
==
coeficiente de restitución (CHOQUES FRONTALES)
e=1 la velocidad relativa no cambia (T se conserva) choque elástico
0<e<1 la velocidad relativa cambia (T no se conserva) choque parcialmente inelástico
e=0 la velocidad relativa final=0 (variación máxima de T) choque completamente inelástico
)1e(u
2
1
TTTQ 22
iif −µ=−=∆=
r
21 ppP
rrr
+=
En el sistema CM: Q2'p'p 2
i
2
f µ+=
21
21
mm
mm
+
=µ
i
f
p
p
e
'
'
=
CM
p'f
m2θ'
p'ip'i
p'f
12 vvu
rrr
−=
2
22
2
11 vmvmT2 +=
T)mm(2ummP 21
2
21
2
+=+
v Válido para el estado final o
el inicial
CASOS según e
En CM
(demostrar)
4. Choques inelásticos unidimensionales. energía del choque
Mayor cuanto mayor la velocidad
relativa inicial, y cuanto menor el
coeficiente e
Problemas del boletín 7.2, 7.3, 7.4, 7.5
Chantal Ferrer Roca 2008




2
i1
22
i v
2
m
2
1
)1e(u
2
1
Q −=−µ=
EJEMPLO: Choque completamente inelástico de dos masas idénticas
SISTEMA LAB
CM
vCM
mm v1i
v2i=0
SISTEMA CM (CON `)
m
CM
v'1i
m
θ' v'2i=vCM
p'i p'i
2
v
'v
2
v
'v i1
i2
i1
i1 −== 2
i1
2
i2
2
i121f mv
4
1
)'v'v(m
2
1
0)'T'T('TQ −=+−=+−=
m2= m1= m
2m 2m
0'v f =
CÁLCULO DIRECTO EN CM (CON `)
A PARTIR DE LA
EXPRESIÓN
GENERAL
En CM toda la energía cinética inicial se
disipa (calor, deformación permanente, etc.)
2
v
v i1
f =
Problema 7.1 del boletín: caso particular
4. Choques inelásticos. Coef. de restitución y energía del choque
Chantal Ferrer Roca 2008




1i1i2
21f1f2
i
f
cos)vv(
)cos(vv
)segúninicial.rel.vel(u
)segúnfinal.rel.vel(u
e
θ−
θ+θ−
=
ξ
ξ
=
coeficiente de restitución
2
222
i1if cos)1e(v
2
1
TTTQ θ−µ=−=∆=
4. Choques inelásticos bidimensionales. Reacciones
mide el cociente cambiado de signo, entre la velocidad
relativa de alejamiento a lo largo del eje ξ y la velocidad
relativa de aproximación a lo largo del mismo ejeCM
vCM
m2
m2
m1 v1,i
v2,i=0
v1,f
θ1
θ2 CM
vCM
m1
0p i2 =
r
(Justo) antes
(Justo) después
colisión
v1,i
v1f
ξ
Se demuestra que:
v2,f
En las reacciones (las partículas no mantienen su identidad)
Q no está relacionado con el coeficiente e. Q puede incluso
ser positivo. Supongamos reacciones nucleares (idem reac.
químicas).
La energía total del
sistema se conserva
cteETUETE intext
i
int
i
i
CMi =+=++= ∑∑
int
ETQ ∆−=∆=
Problema del boletín 7.6
Chantal Ferrer Roca 2008




DISPERSIÓN : Choques en los que un
proyectil se lanza contra un blanco,
existiendo una relación entre la interacción
que sufren (potencial) y los parámetros
finales (ángulo de dispersión, velocidad).
Estudios de interacciones a nivel atómico
con muchas partículas incidiendo sobre un
blanco con distintos parámetros de impacto.
De la proporción de partículas desviadas en
diferentes ángulos se puede deducir el tipo
de interacción y viceversa.
5. Dispersión y sección eficaz
m2
m1 p1,i
v2,i=0
m1 p1,f
m2
v2,i=0
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
m2
m1 p1,i
p2,i=0
m1
p1,f
m2
p2,f
(Justo) antes (Justo) después
s
s
s
Choque frontal
Choquesoblicuos
b = parámetro de impacto = s
colisióncolisióncolisión
Chantal Ferrer Roca 2008




5. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz
Dispersión elástica por una esfera dura Esfera dura: objeto extenso (radio a), masa
infinita (no hay retroceso) e impenetrable.
E
equivalente a barrera
infinita: ⎩
⎨
⎧
>
≤≤∞
ar0
ar0
)r(U
2
2
ef
mr2
)r(U)r(U
l
+=
)r(U
E0
E
a r
s = parámetro de impacto= distancia
entre centros perp. a la dirección de
impacto
2
cosasinas
θ
=α=
π=α+θ 2
áng. inci.
áng. refl.
ejeapsidal
22
s)mE2(=l
smv)sin(rmvpr ii =α−π=×=
rr
l
r
2
imv
2
1
TE == ∞
s
Punto apsidal rmin según los valores de la energía
s
iv
r
a
α
α
α
θ áng. disp
2
2
0
ma2
E
l
=
Chantal Ferrer Roca 2008




Blanco que dispersa muchas partículas incidentes
con diferentes parámetros de impacto s: se tienen
todas las posibles deflexiones finales con distribuciones
por ángulos que dependen de la interacción con el
blanco
haz de partículas
incidente
blanco
iΦ
Flujo total de part. incidentes=
N. part/u. sup/u. tiempo
fΦ Flujo total de part. dispersadas
= N. part/u. sup/u. tiempo
Partículas
dispersadas
5. Dispersión y sección eficaz
Chantal Ferrer Roca 2008




φθθΩ
=ΩΩ
ddsin)(N
d)(N
5. Dispersión y sección eficaz
s
ds
ds
φsd
I = Partículas incidentes por u.
de superficie y tiempo a través
de una superficie elemental
normal al haz, con parámetro s y
ángulo φ
haz de partículas
blanco
N(Ω) =Num. de partículas detectadas después
de la colisión por u. de ángulo sólido y tiempo
en la posición esférica θ, φ
)sdsd(I φ
Num. Part./u. tiempo
Num. Part./u. tiempo
)sdsd(Id)(N φ=ΩΩ
θθ
=
Ω
d
ds
sin
s
I
)(N
(s disminuye cuando aumenta el ángulo)
Simetría alrededor del eje: ángulo φ incidente y
final iguales
Conservación del flujo:
Las part. entre s y s+ds salen entre
θ y θ+dθ
Chantal Ferrer Roca 2008




5. Dispersión y sección eficaz
s
ds
ds
φsd
haz de partículas
blanco
Sección eficaz diferencial dσ correspondiente a dΩ : aquella que exponiéndola
transversalmente al haz (homogéneo) es atravesada por un número de proyectiles
equivalente a los que son dispersados en dΩ
)sdsd(I φ
Num. Part./u. tiempo
σ=ΩΩ Idd)(N
Ω
σ
=
d
d
Conservación del flujo:
σId
Datos experimentales,
es algo que se mide
Modelo teóricoσd
)sdsd(Id)(N φ=ΩΩ
θθ
=
Ω
d
ds
sin
s
I
)(N
Chantal Ferrer Roca 2008




5. Dispersión y sección eficaz
Sección eficaz diferencial dσ correspondiente a dΩ : aquella que exponiéndola
transversalmente al haz (homogéneo) es atravesada por un número de proyectiles
equivalente a los que son dispersados en dΩ
Ω
σ
=
θθ d
d
d
ds
sin
s
=
Ω
I
)(N
Si el blanco retrocede, el ángulo de dispersión θ del
movimiento relativo de dos cuerpos coincide con el
ángulo θ en CM, pero no con el ángulo en SL:
habría que transformar uno en otro usando las
relaciones que vimos al tratar las colisiones en el
tema de sistemas de partículas.
∫∫ ∫∫
ππ π
θθθσ=θθφ
Ω
σ
=Ω
Ω
σ
=σ
00
2
0
dsin)(dsind
d
d
d
d
d
Sección eficaz total σ : superficie efectiva de la partícula blanco que produce una
desviación
)(θσ Unidades: S.I. m2
fisica nuclear: barn =10-28 m2 (uranio)
Chantal Ferrer Roca 2008




6. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz.
EJEMPLO: sección eficaz de la dispersión por una esfera dura
4
a
d
ds
sin
s
d
d 2
=
θθ
=
Ω
σ
s
iv
r
s = parámetro de impacto= distancia
entre centros perp. a la dirección de
impacto
a
α
α
α
θ
2
cosasinas
θ
=α=
π=α+θ 2
áng. inci.
áng. refl.
ejeapsidal
áng. disp
2
2
ad
4
a
d
d
d
π=Ω=Ω
Ω
σ
=σ ∫∫σ
esfera cilindro cono
Igual sección transversal (si tienen el mismo radio), luego igual
sección eficaz total
Chantal Ferrer Roca 2008
Partículas
puntutales




6. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz.
RECORRIDO LIBRE MEDIO Y RELACIÓN CON SECCIÓN EFICAZ.
El recorrido libre medio es la distancia promedio que recorre una partícula entre dos colisiones sucesivas
Chantal Ferrer Roca 2008
Γ
==
v
colisióndefrecuencia
promediovelocidad
l
n = num de blancos/ unidad de volumen
Número de blancos en una porción L X L X dx: dxLnVn 2
⋅=⋅
Probabilidad de que una partícula incidente colisione en dx: dxn
L
Vn
2
σ=
σ
Disminuación de intensidad del haz incidente (por colisiones
desvían o frenan):
ndxIdI σ−=
l
I
dx
dI
−=
lx
0eII −
= Luego en estos casos representa la
distancia de atenuación
(1/t entre colisiones)
σ
=
n
1
)colisionesentret()promediov( ⋅=l
Número de colisiones por
unidad de longitud
Luego
Σ= num de colisiones/ unidad de longitud = l/1
σ
=
Σ
=
n
11
l (Suponiendo que las partículas
blanco estén quietas. No es así
entre las moléculas de un gas)




Esquema del experimento
de Rutherford
Casi todas las partículas α
atraviesan el metal, como si
estuviera “agujereado”,
dispersándose
Sabemos que:
Núcleo atómico: diámetro de 3 x 10-15 m (hidrógeno) a
20 x 10-15 m (uranio).
Átomo de H: diámetro de ~10-10 metros
partículas α
= He2+ (carga +)
una peqeuña fracción retrocede (unas pocas por
cada millón de partículas incidentes)
E. Rutherford
(Nobel 1906)
+ Geiger y Marsden
El resultado (partículas dispersadas para cada ángulo sólido en
relación a incidentes= sección eficaz diferencial) es incompatible
con el modelo del átomo de Thomson (modelo “plumcake”). Para
hacer retroceder completamente a las partículas α hace falta algo
macizo y positivo en el centro, pero muy pequeño (muy pocas
retroceden). El resto es espacio vacío:
Modelo de átomo “planetario”, con nucleo
muy pequeño (+) y electrones (-) que siguen
órbitas muy grandes.
6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford
Blanco: Lámina fina
de oro (0,4 µm)
em7000m =α
Chantal Ferrer Roca 2008




6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford
ra
Uef(r)
2
2
cent
mr2
)r(U
l
=
r
k
)r(U −=
E >0
rc
E=Umin
E=0
rmin rmax
x
0>E >Umin
Uef(r)
2
2
cent
mr2
)r(U
l
=
r
k
)r(U −=
Potencial coulombiano atractivo Potencial coulombiano REPULSIVO
0k <
0k >
f '
E=Umin,B=0, ε =0
circunferencia
elipse
parábola
Hipérbola (r. izquier.)
ε<1, Umin<E<0
C>B>0
ε =1, E=0
C=B>0
ε >1, E>0
B>C>0
f
Hipérbola (r. der.)=
potencial electrostático
repulsivo
E >0
rmin
ε <1, E>0 B>C>0
f ‘'
C/B=ε
Ecuación
integral de la
órbita o
ecuación
diferencial
Chantal Ferrer Roca 2008




iv
r
ψ
ψ
θ
s
6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford
s
iv
r
a
α
α α
θ
Dispersión por una esfera dura Dispersión Coulombiana
π=θ+α2
π=θ+ψ2
2
cosasinas
θ
=α=
2
cot
E2
k
s
θ
=Parámetro de impacto
Figura del libro
Lecciones de Física de
M. Ortega Girón
Chantal Ferrer Roca 2008




Ec de rama (-) de hipérbola
en coordenadas polares
2
mk
C
l
=
π=θ+ψ2
excentricidad
)cos1(
)1(a
1
r
1
2
ψε−
−ε
=
a : semieje mayor
ε : excentricidad=c/a
1cosr =ψε∞→asíntota
ψ
ψΨ, en esfera dura, lo
llamábamos α 2
sin)
22
cos(cos
1 θ
=
θ
−
π
=ψ=
ε
C
B
=ε =+=+= 222
2
C
mE2
1
mE2
C
C
1
ll 2
2
mk
E2
1
l
+
0
2
21
4
eZZ
k
πε
−=
Como en el caso de la esfera
dura, se cumple
2
mv
2
1
TE ∞∞ == mE2ssmv == ∞l
2
2
2
2
k
Es2
1
mk
E2
1
2sin
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=+=ε=
θ
l
2
cot
E2
k
s
θ
=
Parámetro de
impacto
6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford
Problema de dos cuerpos: µ en lugar de m, sistema CM
Figura del libro
Lecciones de Física de
M. Ortega Girón
Chantal Ferrer Roca 2008




2
cot
E2
k
s
θ
=Parámetro de
impacto
6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford
θθ
=
Ω
σ
d
ds
sin
s
d
d
)2(sin
1
)
E2
k
(
2
1
d
ds
2
θ
=
θ
)2(sin
1
E4
k
)2(cos)2(sin2
/)2(sin/)2(cos
E2
k
2
θθθ
θθ
=
)2(sin
1
)
E4
k
( 4
2
θ
=
Válida en CM o con
blanco fijo
0
2
21
4
eZZ
k
πε
−=
θθ
=
Ω
σ
d
ds
sin
s
d
d
∫ Ω
Ω
σ
=σ d
d
d
Como en todos los casos de potenciales de largo
alcance, el valor es infinito : incluso las partículas con
gran parámetro de impacto son desviadas. Lo que
significa que la superficie dispersora es infinita. Sólo
si el campo y el potencial se anulan a una cierta
distancia, se obtiene un valor finito (por ejemplo,
campo coulombiano de un núcleo apantallado por
electrones de la corteza.atómica)
θ
σ
=Ω
d
d
I)(N
Sección eficaz diferencial
Sección eficaz total
Partículas desvidas en un ∆Ω
σ∆⋅=Ω
Ω
σ
=∆Ω ∫
θ
θ
Id
d
d
I)(N
f
i
Det.
)(N ∆Ω
Problemas 7.10 y 7.11 del boletín
Chantal Ferrer Roca 2008

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Choques impulso

  • 1. 
 
 1. Introducción. 2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques. 3. Choques elásticos. Sistemas de coordenadas laboratorio y centro de masas. 4. Choques inelásticos. Variación de la energía en el choque. Reacciones. 5. Dispersión elástica por una esfera dura. Sección eficaz. 6. Dispersión por un potencial central: Dispersión de Rutherford. Bibliografía: [Marion], [Rañada], [Goldstein], [AFinn] Tema 7. Colisiones o choques y dispersión Chantal Ferrer Roca 2008
  • 2. 
 
 NOTA IMPORTANTE: Los contenidos de este documento representan un esquema de los conceptos fundamentales del tema, por lo que en ningún caso se trata de apuntes completos. Este esquema se complementa con explicaciones, razonamientos, ejemplos y problemas que se desarrollan durante las clases, así como con alguno(s) de los libros que se incluyen en la bibliografía Bibliografía: [Marion], [Rañada], [Goldstein], [AFinn] Chantal Ferrer Roca 2008 Tema 7. Colisiones o choques y dispersión
  • 3. 
 
1. Introducción COLISIÓN O CHOQUE : proceso de interacción interno de un sistema (de dos cuerpos) entre los que se transfiere momento y energía e incluso masa Ai + Bi Af + Bf interacción m2 m1 p1,i v2,i=0 m1 p1,f m2 v2,i=0 m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f (Justo) antes (Justo) después b b b Choque frontal Choquesoblicuos Dispersión o difusión: las partículas son las mismas antes y después de la colisión Reacción: cambia la naturaleza de las partículas Fuerzas impulsivas: grandes, tiempo breve Fuerzas externas insignificantes en comparación v (t) Velocidad de un cuerpo deformable que cae desde una cierta altura y choca contra el suelo dt b = parámetro de impacto colisióncolisióncolisión Chantal Ferrer Roca 2008
  • 4. 
 
 2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques if TT > BfAfBiAi TTTT +=+ fi PP rr = Q>0 exotérmico Choque elástico : T se conserva choques 2D, en general 1. CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL (CML): las fuerzas externas son despreciables frente a las fuerzas internas durante la colisión BfAfBiAi pppp rrrr +=+ 2. En base a la CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA (CE) en el choque: if TT = Choque inelástico : T no se conserva QTT if += QTTT if =∆=− Q<0 endotérmico fi TT >La energía mecánica (cinética) se transforma en energía interna u otras formas de energía disipativas (calor, deformación, etc.) La energía interna se transforma en energía mecánica (cinética) de las partículas finales (por ej.: en reacciones químicas, reacciones nucleares) Se conocen los movimientos de las partículas antes de la colisión, pero se desconocen las fuerzas de interacción. ¿Qué se puede saber de su movimiento final aunque desconozcamos las fuerzas de interacción? Aunque no se conozca la interacción, los principios de conservación permiten deducir el estado final a partir del inicial o viceversa . Como vimos en el tema 4: Chantal Ferrer Roca 2008
  • 5. 
 
 21 mm = 21 mm > 21 mm < Choques 1D elásticos (se conserva la energía) Choques 1D completamente inelásticos (no se conserva la energía) 21 mm = 21 mv00mv +=+ 21 mm > 21 mm < fi1 mv2mv = f2f2f1f1i1i1 vmvm0vm +=+ 0v,vv f1i1f2 >> 0v,vv f1i1f2 << f21i1i1 v)mm(vm += DEMO DEMODEMO DEMO DEMO DEMO DEMO de choques en 1D en clase (frontales) Chantal Ferrer Roca 2008 2. Conservación del momento lineal y de la energía. Tipos de choques http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars.MPG http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars_bs.MPG http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/elastic_collisions/elastic_cars_sb.MPG http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars.MPG http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars_bs.MPG http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/inelastic_collisions/inelastic_cars_sb.MPG Videos Videos
  • 6. 
 
 CM vCM m2 m2 m1 v1i v2i=0 v2f v1f θ1 θ2 CM vCM m1 SISTEMA LABORATORIO 0p i2 = r ec2ppp f2f1i1 rrr += ec1TTT f2f1i1 += CML CE 2 2 f2 1 2 f1 1 2 i1 m2 p m2 p m2 p += Momento y energía del estado inicial + una medida del final (ángulo, por ejemplo) = conocido estado final. f2f1 2 f2 2 f1 2 f2f1 2 i1 pp2ppppp rrrrrrr ⋅++=+= Si las masas son idénticas, CML y CE son compatibles si uno de los momentos es nulo o si el ángulo entre ellas es 90º 3. Choques elásticos. Sistema laboratorio En general, ambas partículas pueden tener velocidades iniciales. No obstante, siempre se puede encontrar un sistema inercial en el que una de ellas está quieta inicialmente (principio de relatividad de Galileo: todos los sistemas inerciales son equivalentes). Por otro lado, en muchos casos ese sistema es el sistema laboratorio (en el caso de reacciones nucleares el blanco está fijo). 21 2211 CM mm vmvm v + + = rr r La velocidad del CM es la misma durante todo el proceso, al ser despreciables las fuerzas externas (Justo) antes (Justo) después colisión 1 21 sin )2sin( θ θ+θ = Demostrar 1 1 m m =ρ Chantal Ferrer Roca 2008
  • 7. 
 
 -vCM SISTEMA LABORATORIO i2i1 'p'p rr −= CMvvv rrr −=' SISTEMA CENTRO DE MASAS (CON `) f2f1 'p'p rr −= Trasf. Galileana v mmm )vv(m mm vmvm vvv'v 121 212 21 2211 1CM11 r rrrr rrrr µ = + − = + + −=−= v mmm )vv(m mm vmvm vvv'v 221 121 21 2211 2CM22 r rrrr rrrr µ −= + − = + + −=−= CM vCM m2 m2 m1 v1i v2i=0 v2f v1f θ1 θ2 CM vCM m1 0p i2 = r 21 2211 CM mm vmvm v + + = rr r después colisión antes De hecho, el SCM se define como aquel en el que el momento lineal total (del sistema) es nulo f2f1i2i1 'T'T'T'T +=+CE f1i1 'p'p = solo cambia la dirección del movimiento θcm CML f2i2 'p'p = f1i1 'v'v = f2i2 'v'v = m1 CM v'1i m2 v'2i=vCM p'i p'i v'2f θ’=ángulo de dispersión CM θcm=θ’ θ‘=θcm+π p'f p'f colisión antes después CMvvv rrr −=' 3. Choques elásticos. Sistema centro de masas Chantal Ferrer Roca 2008
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 SISTEMA LABORATORIO SISTEMA CENTRO DE MASAS (CON `) m1 CM v'1,i m2 v'2,i=vCM p'i p'iCM vCM m2 m2 m1 v1,i v2i=0 v2,f v1,f θ1 θ2 CM vCM m10p i2 = r después colisión v'2,f θ’=ángulo de dispersión CM θcm=θ’ θ‘=θcm+π p'f p'f colisión antes antes después v r CMv r θ 'v r θ’ CMf11f1 f11f1 v'cos'vcosv 'sin'vsinv +θ=θ θ=θ Relación estados finales para cualquiera de las partículas f1 cmfx1 fy1 1 v v 'cos 'sin p p tg +θ θ ==θ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ρ==== 2 1 i1 i2 f1 f2 f1 cm m m 'v 'v 'v 'v 'v v Análogo para masa 2 (atención signos) ρ+θ θ =θ 'cos 'sin tg 1 Si m2 está quieta (blanco en reacciones nucleares) hemos visto que: -vCM CMvvv rrr −=' Trasf. Galileana 'cos1 'sin tg 2 θ− θ =θ Problema 7.7 de boletín Problema 7.8 de boletín i1 f1 E E demin 3. Choques elásticos. SL y SCM Chantal Ferrer Roca 2008
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 ρ ∞→θπ=θ 1tg,'para∞→θρ−=θ 1tg,'cossi 1'vv fcm <ρ< 2 0posible 1 π <θ≤π≤θ≤ 10posible max1θ 2 0 max11 π <θ≤θ≤ El denominador nunca será nulo, Luego Problema 7.9 de boletín 'v v 'cos 'sin tg f1 cm 1 +θ θ =θ 1'vv fcm =ρ= 1tgθ 1tgθ 'θ 1'vv fcm >ρ> max1θ 1tgθ 'θ'θ 'θ CMv r CMv r CMv r fv r fv r f'θb'θ 'θ fv r Para un valor de θ1 hay dos posibles de θ’, el “forward” y el “backward”. También hay dos posibles valores del módulo de la velocidad en SL. Conocido el ángulo θ1 y ρ, queda indeterminado en SL el módulo de la velocidad. f'v r fbv r 0 'd )tg(d 1 = θ θ ρ −=−=θ 1 m m 'cos 1 2 max Sólo si 12 mm < 1θ f'v r ff'v r Determinación de la masa del blanco 3. Choques elásticos. SL y SCM Figuras del libro “Mecánica”. Berkeley Physics Course I" Kittel-Knight-Ruderman Chantal Ferrer Roca 2008
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 fi PP rr = 0TTQ if ≠−= NO hay CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA CML i1i2 f1f2 i f vv vv )inicialrelativavelocidad(u )finalrelativavelocidad(u e rr rr − − == coeficiente de restitución (CHOQUES FRONTALES) e=1 la velocidad relativa no cambia (T se conserva) choque elástico 0<e<1 la velocidad relativa cambia (T no se conserva) choque parcialmente inelástico e=0 la velocidad relativa final=0 (variación máxima de T) choque completamente inelástico )1e(u 2 1 TTTQ 22 iif −µ=−=∆= r 21 ppP rrr += En el sistema CM: Q2'p'p 2 i 2 f µ+= 21 21 mm mm + =µ i f p p e ' ' = CM p'f m2θ' p'ip'i p'f 12 vvu rrr −= 2 22 2 11 vmvmT2 += T)mm(2ummP 21 2 21 2 +=+ v Válido para el estado final o el inicial CASOS según e En CM (demostrar) 4. Choques inelásticos unidimensionales. energía del choque Mayor cuanto mayor la velocidad relativa inicial, y cuanto menor el coeficiente e Problemas del boletín 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 Chantal Ferrer Roca 2008
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 2 i1 22 i v 2 m 2 1 )1e(u 2 1 Q −=−µ= EJEMPLO: Choque completamente inelástico de dos masas idénticas SISTEMA LAB CM vCM mm v1i v2i=0 SISTEMA CM (CON `) m CM v'1i m θ' v'2i=vCM p'i p'i 2 v 'v 2 v 'v i1 i2 i1 i1 −== 2 i1 2 i2 2 i121f mv 4 1 )'v'v(m 2 1 0)'T'T('TQ −=+−=+−= m2= m1= m 2m 2m 0'v f = CÁLCULO DIRECTO EN CM (CON `) A PARTIR DE LA EXPRESIÓN GENERAL En CM toda la energía cinética inicial se disipa (calor, deformación permanente, etc.) 2 v v i1 f = Problema 7.1 del boletín: caso particular 4. Choques inelásticos. Coef. de restitución y energía del choque Chantal Ferrer Roca 2008
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 1i1i2 21f1f2 i f cos)vv( )cos(vv )segúninicial.rel.vel(u )segúnfinal.rel.vel(u e θ− θ+θ− = ξ ξ = coeficiente de restitución 2 222 i1if cos)1e(v 2 1 TTTQ θ−µ=−=∆= 4. Choques inelásticos bidimensionales. Reacciones mide el cociente cambiado de signo, entre la velocidad relativa de alejamiento a lo largo del eje ξ y la velocidad relativa de aproximación a lo largo del mismo ejeCM vCM m2 m2 m1 v1,i v2,i=0 v1,f θ1 θ2 CM vCM m1 0p i2 = r (Justo) antes (Justo) después colisión v1,i v1f ξ Se demuestra que: v2,f En las reacciones (las partículas no mantienen su identidad) Q no está relacionado con el coeficiente e. Q puede incluso ser positivo. Supongamos reacciones nucleares (idem reac. químicas). La energía total del sistema se conserva cteETUETE intext i int i i CMi =+=++= ∑∑ int ETQ ∆−=∆= Problema del boletín 7.6 Chantal Ferrer Roca 2008
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 DISPERSIÓN : Choques en los que un proyectil se lanza contra un blanco, existiendo una relación entre la interacción que sufren (potencial) y los parámetros finales (ángulo de dispersión, velocidad). Estudios de interacciones a nivel atómico con muchas partículas incidiendo sobre un blanco con distintos parámetros de impacto. De la proporción de partículas desviadas en diferentes ángulos se puede deducir el tipo de interacción y viceversa. 5. Dispersión y sección eficaz m2 m1 p1,i v2,i=0 m1 p1,f m2 v2,i=0 m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f m2 m1 p1,i p2,i=0 m1 p1,f m2 p2,f (Justo) antes (Justo) después s s s Choque frontal Choquesoblicuos b = parámetro de impacto = s colisióncolisióncolisión Chantal Ferrer Roca 2008
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 5. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz Dispersión elástica por una esfera dura Esfera dura: objeto extenso (radio a), masa infinita (no hay retroceso) e impenetrable. E equivalente a barrera infinita: ⎩ ⎨ ⎧ > ≤≤∞ ar0 ar0 )r(U 2 2 ef mr2 )r(U)r(U l += )r(U E0 E a r s = parámetro de impacto= distancia entre centros perp. a la dirección de impacto 2 cosasinas θ =α= π=α+θ 2 áng. inci. áng. refl. ejeapsidal 22 s)mE2(=l smv)sin(rmvpr ii =α−π=×= rr l r 2 imv 2 1 TE == ∞ s Punto apsidal rmin según los valores de la energía s iv r a α α α θ áng. disp 2 2 0 ma2 E l = Chantal Ferrer Roca 2008
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 Blanco que dispersa muchas partículas incidentes con diferentes parámetros de impacto s: se tienen todas las posibles deflexiones finales con distribuciones por ángulos que dependen de la interacción con el blanco haz de partículas incidente blanco iΦ Flujo total de part. incidentes= N. part/u. sup/u. tiempo fΦ Flujo total de part. dispersadas = N. part/u. sup/u. tiempo Partículas dispersadas 5. Dispersión y sección eficaz Chantal Ferrer Roca 2008
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 φθθΩ =ΩΩ ddsin)(N d)(N 5. Dispersión y sección eficaz s ds ds φsd I = Partículas incidentes por u. de superficie y tiempo a través de una superficie elemental normal al haz, con parámetro s y ángulo φ haz de partículas blanco N(Ω) =Num. de partículas detectadas después de la colisión por u. de ángulo sólido y tiempo en la posición esférica θ, φ )sdsd(I φ Num. Part./u. tiempo Num. Part./u. tiempo )sdsd(Id)(N φ=ΩΩ θθ = Ω d ds sin s I )(N (s disminuye cuando aumenta el ángulo) Simetría alrededor del eje: ángulo φ incidente y final iguales Conservación del flujo: Las part. entre s y s+ds salen entre θ y θ+dθ Chantal Ferrer Roca 2008
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 5. Dispersión y sección eficaz s ds ds φsd haz de partículas blanco Sección eficaz diferencial dσ correspondiente a dΩ : aquella que exponiéndola transversalmente al haz (homogéneo) es atravesada por un número de proyectiles equivalente a los que son dispersados en dΩ )sdsd(I φ Num. Part./u. tiempo σ=ΩΩ Idd)(N Ω σ = d d Conservación del flujo: σId Datos experimentales, es algo que se mide Modelo teóricoσd )sdsd(Id)(N φ=ΩΩ θθ = Ω d ds sin s I )(N Chantal Ferrer Roca 2008
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 5. Dispersión y sección eficaz Sección eficaz diferencial dσ correspondiente a dΩ : aquella que exponiéndola transversalmente al haz (homogéneo) es atravesada por un número de proyectiles equivalente a los que son dispersados en dΩ Ω σ = θθ d d d ds sin s = Ω I )(N Si el blanco retrocede, el ángulo de dispersión θ del movimiento relativo de dos cuerpos coincide con el ángulo θ en CM, pero no con el ángulo en SL: habría que transformar uno en otro usando las relaciones que vimos al tratar las colisiones en el tema de sistemas de partículas. ∫∫ ∫∫ ππ π θθθσ=θθφ Ω σ =Ω Ω σ =σ 00 2 0 dsin)(dsind d d d d d Sección eficaz total σ : superficie efectiva de la partícula blanco que produce una desviación )(θσ Unidades: S.I. m2 fisica nuclear: barn =10-28 m2 (uranio) Chantal Ferrer Roca 2008
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 6. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz. EJEMPLO: sección eficaz de la dispersión por una esfera dura 4 a d ds sin s d d 2 = θθ = Ω σ s iv r s = parámetro de impacto= distancia entre centros perp. a la dirección de impacto a α α α θ 2 cosasinas θ =α= π=α+θ 2 áng. inci. áng. refl. ejeapsidal áng. disp 2 2 ad 4 a d d d π=Ω=Ω Ω σ =σ ∫∫σ esfera cilindro cono Igual sección transversal (si tienen el mismo radio), luego igual sección eficaz total Chantal Ferrer Roca 2008 Partículas puntutales
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 6. Dispersión por una esfera dura y sección eficaz. RECORRIDO LIBRE MEDIO Y RELACIÓN CON SECCIÓN EFICAZ. El recorrido libre medio es la distancia promedio que recorre una partícula entre dos colisiones sucesivas Chantal Ferrer Roca 2008 Γ == v colisióndefrecuencia promediovelocidad l n = num de blancos/ unidad de volumen Número de blancos en una porción L X L X dx: dxLnVn 2 ⋅=⋅ Probabilidad de que una partícula incidente colisione en dx: dxn L Vn 2 σ= σ Disminuación de intensidad del haz incidente (por colisiones desvían o frenan): ndxIdI σ−= l I dx dI −= lx 0eII − = Luego en estos casos representa la distancia de atenuación (1/t entre colisiones) σ = n 1 )colisionesentret()promediov( ⋅=l Número de colisiones por unidad de longitud Luego Σ= num de colisiones/ unidad de longitud = l/1 σ = Σ = n 11 l (Suponiendo que las partículas blanco estén quietas. No es así entre las moléculas de un gas)
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 Esquema del experimento de Rutherford Casi todas las partículas α atraviesan el metal, como si estuviera “agujereado”, dispersándose Sabemos que: Núcleo atómico: diámetro de 3 x 10-15 m (hidrógeno) a 20 x 10-15 m (uranio). Átomo de H: diámetro de ~10-10 metros partículas α = He2+ (carga +) una peqeuña fracción retrocede (unas pocas por cada millón de partículas incidentes) E. Rutherford (Nobel 1906) + Geiger y Marsden El resultado (partículas dispersadas para cada ángulo sólido en relación a incidentes= sección eficaz diferencial) es incompatible con el modelo del átomo de Thomson (modelo “plumcake”). Para hacer retroceder completamente a las partículas α hace falta algo macizo y positivo en el centro, pero muy pequeño (muy pocas retroceden). El resto es espacio vacío: Modelo de átomo “planetario”, con nucleo muy pequeño (+) y electrones (-) que siguen órbitas muy grandes. 6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford Blanco: Lámina fina de oro (0,4 µm) em7000m =α Chantal Ferrer Roca 2008
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 6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford ra Uef(r) 2 2 cent mr2 )r(U l = r k )r(U −= E >0 rc E=Umin E=0 rmin rmax x 0>E >Umin Uef(r) 2 2 cent mr2 )r(U l = r k )r(U −= Potencial coulombiano atractivo Potencial coulombiano REPULSIVO 0k < 0k > f ' E=Umin,B=0, ε =0 circunferencia elipse parábola Hipérbola (r. izquier.) ε<1, Umin<E<0 C>B>0 ε =1, E=0 C=B>0 ε >1, E>0 B>C>0 f Hipérbola (r. der.)= potencial electrostático repulsivo E >0 rmin ε <1, E>0 B>C>0 f ‘' C/B=ε Ecuación integral de la órbita o ecuación diferencial Chantal Ferrer Roca 2008
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 iv r ψ ψ θ s 6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford s iv r a α α α θ Dispersión por una esfera dura Dispersión Coulombiana π=θ+α2 π=θ+ψ2 2 cosasinas θ =α= 2 cot E2 k s θ =Parámetro de impacto Figura del libro Lecciones de Física de M. Ortega Girón Chantal Ferrer Roca 2008
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 Ec de rama (-) de hipérbola en coordenadas polares 2 mk C l = π=θ+ψ2 excentricidad )cos1( )1(a 1 r 1 2 ψε− −ε = a : semieje mayor ε : excentricidad=c/a 1cosr =ψε∞→asíntota ψ ψΨ, en esfera dura, lo llamábamos α 2 sin) 22 cos(cos 1 θ = θ − π =ψ= ε C B =ε =+=+= 222 2 C mE2 1 mE2 C C 1 ll 2 2 mk E2 1 l + 0 2 21 4 eZZ k πε −= Como en el caso de la esfera dura, se cumple 2 mv 2 1 TE ∞∞ == mE2ssmv == ∞l 2 2 2 2 k Es2 1 mk E2 1 2sin 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +=+=ε= θ l 2 cot E2 k s θ = Parámetro de impacto 6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford Problema de dos cuerpos: µ en lugar de m, sistema CM Figura del libro Lecciones de Física de M. Ortega Girón Chantal Ferrer Roca 2008
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 2 cot E2 k s θ =Parámetro de impacto 6. Dispersión por un potencial central: fórmula de Rutherford θθ = Ω σ d ds sin s d d )2(sin 1 ) E2 k ( 2 1 d ds 2 θ = θ )2(sin 1 E4 k )2(cos)2(sin2 /)2(sin/)2(cos E2 k 2 θθθ θθ = )2(sin 1 ) E4 k ( 4 2 θ = Válida en CM o con blanco fijo 0 2 21 4 eZZ k πε −= θθ = Ω σ d ds sin s d d ∫ Ω Ω σ =σ d d d Como en todos los casos de potenciales de largo alcance, el valor es infinito : incluso las partículas con gran parámetro de impacto son desviadas. Lo que significa que la superficie dispersora es infinita. Sólo si el campo y el potencial se anulan a una cierta distancia, se obtiene un valor finito (por ejemplo, campo coulombiano de un núcleo apantallado por electrones de la corteza.atómica) θ σ =Ω d d I)(N Sección eficaz diferencial Sección eficaz total Partículas desvidas en un ∆Ω σ∆⋅=Ω Ω σ =∆Ω ∫ θ θ Id d d I)(N f i Det. )(N ∆Ω Problemas 7.10 y 7.11 del boletín Chantal Ferrer Roca 2008