4.1 Section efficace
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angulaire ds/dV est ainsi donnée par :
d
2 n A (u, w)
dtdV
A+B→A(u,w)+B
= v A n A n B
ds
dV
La définition précédente peut s’interpréter comme le rapport du flux angulaire sortant sur le flux surfacique entrant.
ds
dV
≡
Nombre de particules A diffus´ es dans dV (u, w)
Par unité d’angle solide dV et unité de temps dt
Nombre de particules A incidentes
Par unité de surface d S et unité de temps dt
(4.4)
dσ
dΩ
A
B
nA
nB
vA
Figure 4.3 Section efficace de diffusion.
Le calcul, ou la mesure, des sections efficaces est une discipline à part entière qui
relève de la physique des collisions atomiques, moléculaires et nucléaires ; le physicien des plasmas est un utilisateur de ce type de données, soit dans le cadre de codes
numériques d’étude de la réactivité, soit dans le contexte de modèles analytiques
cinétiques. Les quantités dérivées de la section efficace que sont le libre parcours
moyen, la fréquence de collision et le taux de réactivité sont souvent plus pertinentes
en physique des plasmas ; leurs relations avec les sections efficaces sont établies dans
le paragraphe suivant.
4.1.3 Libre parcours moyen
Le libre parcours d’une particule test, interagissant avec une population de particules
cibles, est défini comme la distance parcourue par cette particule test entre deux collisions ou réactions successives. Le libre parcours moyen est la valeur moyenne de
cette quantité. La fréquence de collision est l’inverse du temps entre deux collisions
ou réactions successives, par extension, sa valeur moyenne est aussi dénommée fréquence de collision.
Considérons un électron subissant un choc à l’instant t = 0 et qui, au temps t > 0,
n’a pas subi de deuxième choc. Soit p(t) la probabilité qu’il n’ait pas subi de
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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angulaire ds/dV est ainsi donnée par :
d
2 n A (u, w)
dtdV
A+B→A(u,w)+B
= v A n A n B
ds
dV
La définition précédente peut s’interpréter comme le rapport du flux angulaire sortant sur le flux surfacique entrant.
ds
dV
≡
Nombre de particules A diffus´ es dans dV (u, w)
Par unité d’angle solide dV et unité de temps dt
Nombre de particules A incidentes
Par unité de surface d S et unité de temps dt
(4.4)
dσ
dΩ
A
B
nA
nB
vA
Figure 4.3 Section efficace de diffusion.
Le calcul, ou la mesure, des sections efficaces est une discipline à part entière qui
relève de la physique des collisions atomiques, moléculaires et nucléaires ; le physicien des plasmas est un utilisateur de ce type de données, soit dans le cadre de codes
numériques d’étude de la réactivité, soit dans le contexte de modèles analytiques
cinétiques. Les quantités dérivées de la section efficace que sont le libre parcours
moyen, la fréquence de collision et le taux de réactivité sont souvent plus pertinentes
en physique des plasmas ; leurs relations avec les sections efficaces sont établies dans
le paragraphe suivant.
4.1.3 Libre parcours moyen
Le libre parcours d’une particule test, interagissant avec une population de particules
cibles, est défini comme la distance parcourue par cette particule test entre deux collisions ou réactions successives. Le libre parcours moyen est la valeur moyenne de
cette quantité. La fréquence de collision est l’inverse du temps entre deux collisions
ou réactions successives, par extension, sa valeur moyenne est aussi dénommée fréquence de collision.
Considérons un électron subissant un choc à l’instant t = 0 et qui, au temps t > 0,
n’a pas subi de deuxième choc. Soit p(t) la probabilité qu’il n’ait pas subi de
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