dispersione

Article

June 25, 2022

Lo scattering, nella fisica delle particelle, è un cambiamento nella direzione del movimento di una particella a causa della sua collisione con un'altra particella. La collisione, secondo la sua definizione fisica, può verificarsi tra particelle che si respingono, come la repulsione tra due ioni positivi (o negativi), e che questo non include il contatto fisico diretto tra le particelle.L'elettricità tra le particelle è soggetta a Coulomb legge, che afferma che la forza è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra le particelle; In generale, aumenta anche linearmente all'aumentare della carica delle particelle (dato che la carica dell'elettrone è costante, che è la carica iniziale). Cioè, se la distanza tra due particelle cariche è divisa a metà, le forze reciproche si moltiplicano quattro volte. I risultati hanno mostrato, come nella figura del profilo, che la traiettoria della particella diffusa, indipendentemente dal suo angolo di deflessione, sarà in un'iperbole in cui più le particelle che cadono si avvicinano al centro di dispersione, maggiore è l'angolo di deflessione.

Interazione tra un fotone e un atomo

Le figure adiacenti mostrano una descrizione grafica dei diversi tipi di interazione tra fotoni e un atomo. Le linee incrociate indicano i diversi livelli di energia quantistica di un atomo in stati eccitati, che possono essere occupati da un elettrone. La linea di fondo rappresenta lo stato fondamentale dell'elettrone in un atomo, che è l'energia più bassa che un atomo può assumere quando non è in uno stato eccitato.

Dispersione elastica (scattering di Rayleigh)

È uno stato in cui c'è energia e h v {\ displaystyle E h \ nu} (dove h è la costante di Planck) e v {\ displaystyle \ nu} La frequenza di un fotone che cade su un atomo è piccola, il che significa che l'energia del fotone è troppo bassa per causare l'eccitazione di un atomo. In tal caso l'energia del raggio incidente non cambia; E disperso con la stessa energia e h v {\ displaystyle E h \ nu} , (nelle immagini adiacenti è etichettato hf ). Ma nel caso in cui la lunghezza d'onda del fotone incidente sia approssimativamente uguale al raggio di Bohr dell'atomo, questo è chiamato scattering di Rayleigh. È caratteristico che la sezione di collisione σ varia molto con la frequenza del fotone incidente e aumenta con ν4. (Notiamo che a volte parliamo della frequenza del fotone e altre volte della lunghezza d'onda del fotone, ma sono correlati tra loro dalla relazione: lunghezza d'onda * frequenza velocità della luce).

Scattering anelastico (scattering Raman)

Lo scattering anelastico è talvolta descritto come scattering Raman - dal nome del fisico che lo ha scoperto - e lo scattering anelastico si verifica quando l'energia di e h v {\ displaystyle E h \ nu} Il fotone incidente riguarda la differenza tra due livelli di energia quantistica in un atomo, in modo che il