总散射截面:测量电子与靶原子或分子发生任何形式相互作用的概率总和,是反映散射过程整体强度的基本物理量。
微分截面:测量电子散射到特定立体角方向上的概率,对于研究相互作用的角分布和势场形状至关重要。
动量转移截面:描述散射过程中电子动量变化的截面,对于理解等离子体物理和气体放电中的能量输运过程非常重要。
弹性散射截面:测量仅改变电子运动方向而不改变其内能(或靶粒子状态)的散射过程的概率。
非弹性散射截面:测量导致电子能量损失(如激发、电离靶粒子)的散射过程的概率。
电离截面:特指导致靶原子或分子被电离的非弹性散射截面,是辐射物理和天体物理中的关键参数。
激发截面:测量将靶原子或分子从基态激发到某个特定激发态的散射概率。
自旋不对称性参数:测量散射截面与入射电子自旋方向的相关性,用于研究自旋-轨道耦合等磁相互作用。
绝对截面标定:通过精确测量和校准,获得以绝对单位(如平方米)表示的散射截面值。
能量依赖关系:系统测量散射截面随入射电子能量变化的函数关系,以验证理论模型并发现共振结构。
低能电子(1-100 eV):此能量范围的电子对分子轨道和化学键敏感,常用于研究共振散射和负离子态形成。
中能电子(100 eV - 10 keV):适用于研究原子内壳层激发、电离以及多种散射机制的竞争区域。
高能电子(10 keV 以上):此时电子德布罗意波长短,适用于探测原子核及研究相对论效应。
气相原子/分子靶:使用喷射气体束或静态气体室作为靶物质,研究孤立粒子间的相互作用。
凝聚态表面靶:以固体表面为靶,研究低能电子衍射(LEED)、表面声子激发及表面吸附物结构。
薄膜与纳米结构靶:研究电子在低维材料、超薄膜或纳米颗粒中的散射特性。
等离子体环境:在受控等离子体中测量,用于模拟聚变装置或空间等离子体中的真实碰撞过程。
生物大分子靶:研究电子与DNA组分、蛋白质等生物分子的相互作用,与辐射生物学效应密切相关。
稀有气体与金属蒸气:作为理论计算验证的理想靶标,提供精确的基准实验数据。
自由基与不稳定物种:利用特殊束源产生瞬态靶粒子,测量其电子散射截面,具有很高的科学挑战性。
交叉束技术:使准直的电子束与垂直方向的气体靶束在真空腔内交叉,通过探测散射电子或产物离子进行测量。
静态气体室法:将电子束射入充满待测气体的静态室,通过测量透射电流衰减或散射信号来推算截面。
飞行时间谱法(TOF):精确测量散射电子从相互作用区飞到探测器的时间,从而确定其能量损失,用于非弹性散射研究。
能量损失谱法(EELS):使用单色化电子源和高分辨率能量分析器,直接测量散射电子的能量分布。
符合测量技术:同时探测散射电子和反应产物(如电离出的离子),用于研究特定的末态通道,如(e, 2e)实验。
透射衰减法:测量电子束穿过一定厚度气体靶前后的强度衰减,根据朗伯-比尔定律直接得到总散射截面。
相对流法:通过交替测量待测气体和已知截面参考气体的信号,以相对方式高精度确定绝对截面。
自旋极化电子散射:使用极化电子源和/或自旋分析器,研究散射过程对电子自旋的依赖性。
角分布扫描法:在多个角度位置移动探测器,系统测量微分截面随散射角的变化。
(e, 2e) 动量谱学:一种特殊的符合测量,通过探测碰撞后两个出射电子,直接“成像”靶原子或分子的轨道动量分布。
单色化电子枪:产生能量单一、发散角小的电子束,其能量稳定性和单色性是实验精度的基础。
半球形或筒镜分析器(CMA):用于能量分析的关键部件,通过静电场偏转筛选特定能量的散射电子。
通道式电子倍增器(CEM)与微通道板(MCP):用于单电子计数的高灵敏度探测器,通常置于能量分析器之后。
飞行时间管:用于飞行时间测量的无场漂移管,其长度和时间分辨率共同决定能量分辨率。
超高真空系统:包括分子泵、离子泵等,为实验提供低于10^-7 Pa的本底真空,避免气体杂质干扰。
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