半導体用語集
衝突断面積
英語表記：collision cross section
粒子間の衝突の起こりやすさ、すなわち衝突確率の大きさを表わすために導入された概念が衝突断面積であり、次のように定義する。粒子を剛球とみなし、たとえば半径r₁の粒子1と半径r₂の粒子2が衝突する場合を考える。静止している粒子1に、遠くから粒子2が直線運動してきて衝突する時、その直線に沿って投影した粒子2の影が粒子1と重なるならば衝突し、重ならない場合は衝突しない。すなわち、投影した粒子2の円の中心が、半径 (r₁+r₂) の円の中にある時に衝突が起こることから、この円の面積 σ =π(r₁+r₂)² を衝突断面積という。原子、分子の半径は r ～10⁻¹⁰(m) の程度であり、断面積は σ ～10⁻²⁰(m²) 程度となる。なお、このような剛体球モデルでは、σは一定となるが、Arなどの希ガスに電子が衝突する時の断面積は電子のエネルギーによって大きく変化する。これはラムザウア効果と呼ばれ、電子の波動性によって説明される。
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