Elektron etkisi ile metan molekülünün ikili diferansiyel tesir kesitlerinin ölçülmesi
Measurement of electron impact double differential cross sections of methane molecule
Yazar: MURAT YAVUZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MELİKE ULU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, elektron etkisi ile metan molekülünün ikili diferansiyel tesir kesiti ölçümleri yapılmıştır. Elektron çarpışma deneylerinde, belirli enerjideki elektron demeti hedef gaz atom/molekülleri ile çarpıştırılmakta ve çarpışma sonucu ortaya çıkan parçacıklar açı ve enerjilerine göre dedekte edilmektedir. Çarpışma sonucu ortaya çıkan yüklü parçacıklar, birbirleriyle etkileşen kuantum parçacıklarıdır. Saçılma olayının anlaşılması, etkileşme potansiyelinin ve parçacıkların dalga fonksiyonlarının doğru ifade edilmesiyle mümkündür. Çarpışma olayında oluşan çok parçacıklı sistemin çözümü, iyonlaşma dinamikleri ve hedefin yapısı hakkında önemli bilgiler vermektedir. Elektron saçılma deneyleriyle temel düzeyde elde edilen veriler doğada gözlemlenen olaylara ışık tutmaktadır.
İkili diferansiyel tesir kesiti, çarpışma sonucu oluşan iyonlaşma olayında, açığa çıkan elektronlardan birinin açısına ve enerjisine bağlı olarak yapılmaktadır. Bu çalışmada ikili diferansiyel tesir kesiti ölçümleri, gelen elektron enerjisi 50-350 eV iken açığa çıkan elektronlardan birinin açısal dağılımı belirlenerek elde edilmiştir.  Spektrometrenin açı ve enerji kalibrasyonunu yapmak, enerji çözünürlüğünü belirlemek için elastik ve inelastik enerji kayıp spektrumları alınmıştır. Sistemin güvenilirliğini test etmek için, alınan elastik diferansiyel tesir kesiti ölçümleri, literatürde yer alan çalışmalarla karşılaştırılarak uyumlu oldukları görülmüştür. Ölçümler, Afyon Kocatepe Üniversitesi Elektron Çarpışma Laboratuvarında (eCOL) bulunan elektron spektrometresi kullanılarak alınmıştır.
Bu çalışma ile metan molekülünün elektron saçılma tekniği ile ikili diferansiyel tesir kesiti ölçümleri 50-350 eV elektron enerjisi aralığında ve açısal dağılıma bağlı olarak ilk kez tarafımızca ölçülmüştür. Elde edilen tesir kesitlerinin, teorik olarak analiz edilmeleri bu alanda kullanılan teorik modellerin geçerliliğini göstermesi açısından önemlidir.

Abstract:
In this research, electron impact ionization cross sections of methane molecule are presented. In electron collision experiments, electron beam with specific energy interacts with atom/molecules of target gas and the outgoing particles are detected with respect to their scattering angle and energy. The outgoing particles are quantum particles that are interacted with each other. Scattering phenomena can be understood only if the interaction potential and particle's wavefunctions are correctly determined. Solution of the many-body problem gives important informatin about the target structure and ionization dynamics.
Double differential cross sections are obtained by measuring angular and energy distributions of one of the outging particles after electron impact ionization. In this work, angle dependent double differential cross sections are measured by 50-350eV incident energy electron impact. Elastic and inelastic energy loss spectrums are obtained to determine the energy resolution and angular and energy calibration of the spectrometer. Measured elastic differential cross sections compared to existing data in literature to test the reliability of the spectrometer. Measurements are completed in Electron Collision Laboratory (eCOL) located in Afyon Kocatepe University. 
Angular distributions of double differential cross sections of methane molecule have been measured at first time in the literature within the frame of this work at 50-350 eV energy range by electron scattering technique. Theoretical analysis of obtained cross sections is important to verify the models that used in this processes.