散乱断面積

質問

超音波センサの勉強をしてるんですが散乱断面積とはどういうものですか？

回答No.1

sanori

こんばんは。

超音波センサとの関係は全然知らないのですが
断面積というのは、粒子ビームが物質に照射されたとき、その粒子と物質（の原子核など）とが反応する確率のことです。
（散乱は「反応」の一種として捉えてください。）

粒子ビームの、単位時間・単位面積当たりの粒子数をφ　[個/(s・m^2)]、
単位時間当たり・単位体積当たりの反応数をＲ　[回/(s・m^3)]、
物質の原子数密度をρ　[個/m^3]
と置けば、

φρ×確率　＝　Ｒ

と書けますので、

確率　＝　Ｒ／（φρ）

となります。

この「確率」の単位を調べますと、
[回/(s・m^3)]÷[個/(s・m^2)]÷[個/m^3]　＝　[ｍ^2]
となります。
つまり、「確率」ではあるものの、無次元ではなく、面積と同じ次元を持つわけです。

よって、「断面積」（cross section）という名称になっています。

以上、ご参考になりましたら。