Rieth József: Anyagvilág - Háttéranyag

Thomson-szórás

Tartalomjegyzékhez Világképem <    (Kvark-időszak, Hadron-időszak)     

A szórás fizikai jelensége részecskék egymással vagy egy erőcentrummal való ütközése, kölcsönhatása során létrejövő rendezetlen, de matematikailag általában leírható módon történő irányváltoztását jelenti. A szórás mennyiségi jellemzésére a hatáskeresztmetszet fogalmát használjuk.

Rugalmas és rugalmatlan szórás

Ha a kölcsönhatás során a részecskék teljes mozgási energiája és impulzusa megmarad, akkor rugalmas szórásról beszélünk. Ha a mozgási energia megmaradása nem érvényesül, mert annak egy része az energia más formájává alakul, pl. egyes résztvevők gerjesztett állapotba kerülnek úgy, hogy a kezdeti és végállapoti részecskék még megfeleltethetőek egymásnak, akkor rugalmatlan szórás történt. Ha pedig a folyamat során egyes részecskék eltűnnek, vagy újak keletkeznek, akkor az a mélyen rugalmatlan szórás esete.

Egyszeres és többszörös szórás

Elektromágneses szórás

Általánosságban egy elektromosan töltött részecske szórása elektromágneses erőcentrumon vagy egy másik töltött részecskén a Coulomb-szórás. Ezt kísérletileg Rutherford vizsgálta először alfa-részecskéknek arany-atommagokon való szórásával, amit Rutherford-szórásnak hívunk.

Az elektron rugalmas szórása pozitronon a Bhabha-szórás.

Fotonszórás

A klasszikus elektrodinamikában a Rayleigh-szórás a fény szóródása a fény hullámhosszánál sokkal kisebb kiterjedésű nemfémes részecskéken (anyagdarab, porszemcse, vízcsepp), ami az ég kék színéért és a hajnalpírért is felelős. Amennyiben a fény hullámhossza és az anyagdarabkák mérete nagyjából megegyezik, akkor Mie-szórásról beszélünk. Ha pedig a fény hullámhossza sokkal kisebb, mint az anyagdarab, amelyiken szóródik, akkor geometrikus szórás történik.

Foton szórása szabad vagy gyengén kötött elektronon a Compton-szórás. Ennek nemrelativisztikus határesete – amikor a foton energiája sokkal kisebb, mint az elektron nyugalmi energiája – a Thomson-szórás. [Elektromágneses sugárzás (foton) szórása szabad töltött részecskén, elsősorban elektronon, abban az esetben, amikor a foton energiája kicsi a töltött részecske nyugalmi energiájához képest. A klasszikus elmélet azzal magyarázza a sugárzás energiaveszteségét, hogy a sugárzás transzverz elektromos terében felgyorsított töltött részecske sugárzást bocsát ki.* A kölcsönhatás modellje egy szabad, a g-foton energiájával rendelkező elektron, amely oszcilláció dipólusnak tekinthető. Ez az oszcilláció töltés, mint egy oszcilláló dipólus, elektromágneses fotont emittál, és ez a kisugárzott elektromágneses energia a kölcsönhatás első lépésében elnyelt g-foton. A Thompson-féle szórás független a foton energiájától, azaz a szórt foton frekvenciája megegyezik a beesőjével, de a kilépő foton iránya eltér a belépő foton irányától.**]

A Compton-szórás szabad elektronon rugalmas szórás, kötött elektron esetén viszont rugalmatlan. A fotoeffektus is egy rugalmatlan Compton-szórás. A foton mélyen rugalmatlan szórása (kölcsönhatása) anyaggal az anyagban történő párkeltés.

Ha monokromatikus fényt bocsátunk keresztül anyagon, akkor bizonyos esetekben a kezdeti \nu frekvenciája mellett kisebb intenzitással megfigyelhetünk a szóródó fényben két másik \nu \pm \nu_k frekvenciát is. Ezek az anyag rezgési-forgási módusainak gerjesztései és rekombinációi miatt lépnek fel. Ezt Raman-szórásnak vagy Raman-effektusnak hívjuk és a rugalmatlan fotonszórás egyik esete.

Tartalomjegyzékhez Világképem <  Kvark-időszak     

---------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Sz%C3%B3r%C3%A1s

* http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tkt/oxford-typotex-fizikai/ch02s26.html

** http://oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/fizkem/gamma/kolcson/bevez2tomkl.html