散乱断面積と散乱体の断面積

質問

砂川さんの量子力学に，粒子が散乱するときの散乱断面積は古典的な場合では散乱体の断面積に等しいとあるんですが，これがどういうことかわかりませんので教えてください．
wikipediaに砂川さんの本を参考にして散乱断面積が書かれていたので貼っておきます
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%95%A3%E4%B9%B1%E6%96%AD%E9%9D%A2%E7%A9%8D
よろしくお願いします．

回答No.1

Tann3

穴のあいた壁だとか、影絵を考えてみてください。
　光が通過するのは、「さえぎる物体がない部分」で、さえぎる物体があるところは光が通過しませんよね。

　光が通過するところは、「散乱」が起きていません。光が通過しないのは、光が障害物で「散乱」されて直進しないからです。
　では、光が「散乱」されて直進しない面積はどれだけでしょうか。それは、障害物の「光に垂直な断面積」ですよね。

　穴のあいた壁では穴以外の面積、影絵では影絵にした物体の光に垂直な平面の断面積です。

　これが「古典的な断面積」ということだと思います。

　量子力学では、粒子は波動としての性質を持ち、かつ確率的な振る舞いをしますので、量子力学の「断面積」は古典的な断面積とは異なります。（たとえば、同じ物質であっても、粒子のエネルギーが変わると、衝突や散乱の断面積も変わる）
　ただし、上記のような古典的な断面積とのアナロジーで、「断面積」と称している、ということを説明したかったのではないでしょうか。

　核反応の「断面積」は、1バーン＝10^(-28)m^2 という面積の次元を持ちます。核反応の「断面積」についてはこちら。
　　　　↓
http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=03-06-03-05