Неупругое рассеяние - Inelastic scattering

В химия, ядерная физика, и физика элементарных частиц, неупругое рассеяние фундаментальный рассеяние процесс, в котором кинетическая энергия налетающей частицы не сохраняется (в отличие от упругое рассеяние ). В процессе неупругого рассеяния часть энергии падающей частицы теряется или увеличивается. Хотя этот термин исторически связан с концепцией неупругое столкновение в динамика, эти два понятия совершенно разные; Неупругие столкновения в динамике относятся к процессам, в которых полная макроскопическая кинетическая энергия не сохраняется. В общем случае рассеяние из-за неупругих столкновений будет неупругим, но, поскольку упругие столкновения часто передают кинетическую энергию между частицами, рассеяние из-за упругих столкновений также может быть вэластичный, как в Комптоновское рассеяние.

Электроны

Когда электрон - падающая частица, вероятность неупругого рассеяния, зависящая от энергии налетающего электрона, обычно меньше, чем вероятность упругого рассеяния. Таким образом, в случае газовая электронография (GED), отражение дифракция электронов высоких энергий (ДБЭ) и дифракции электронов на пропускание, поскольку энергия налетающего электрона велика, вкладом неупругого рассеяния электронов можно пренебречь. Глубоконеупругое рассеяние электронов из протонов предоставили первое прямое доказательство существования кварки.

Фотоны

Когда фотон - падающая частица, происходит процесс неупругого рассеяния, называемый Рамановское рассеяние. В этом процессе рассеяния падающий фотон взаимодействует с веществом (газом, жидкостью и твердым телом), и частота фотона смещается в сторону красного или синего цвета. Красный сдвиг можно наблюдать, когда часть энергии фотона передается взаимодействующей материи, где она добавляется к своей внутренней энергии в процессе, называемом стоксовым рамановским рассеянием. Синий сдвиг можно наблюдать, когда внутренняя энергия вещества передается фотону; этот процесс называется антистоксовым комбинационным рассеянием света.

Неупругое рассеяние наблюдается при взаимодействии электрона с фотоном. Когда фотон высокой энергии сталкивается со свободным электроном и передает энергию, этот процесс называется комптоновским рассеянием. Кроме того, когда электрон с релятивистской энергией сталкивается с инфракрасным или видимым фотоном, электрон передает энергию фотону. Этот процесс называется обратное комптоновское рассеяние.

Нейтронов

Нейтроны испытывают множество типов рассеяния, включая как упругое, так и неупругое рассеяние. Произойдет ли упругое или неупругое рассеяние, зависит от скорости нейтрона, независимо от того, происходит ли это. быстрый или же тепловой, или где-то посередине. Это также зависит от ядра, которое он поражает, и его нейтронное сечение. При неупругом рассеянии нейтрон взаимодействует с ядром, и кинетическая энергия системы изменяется. Это часто активирует ядро, переводя его в возбужденное, нестабильное, короткоживущее энергетическое состояние, которое заставляет его быстро испускать какое-то излучение, чтобы вернуть его в стабильное или основное состояние. Могут испускаться альфа, бета, гамма и протоны. Частицы, рассеянные в этом типе ядерной реакции, могут вызвать отдачу ядра в другом направлении.

Молекулярные столкновения

Неупругое рассеяние является обычным явлением при столкновении молекул. Любое столкновение, которое приводит к химическая реакция будет неупругим, но термин неупругое рассеяние зарезервирован для тех столкновений, которые нет привести к реакции.^[1] Существует передача энергии между поступательной модой (кинетической энергией) и вращательной и колебательной модами.

Если переданная энергия мала по сравнению с падающей энергией рассеянной частицы, говорят о квазиупругое рассеяние.

Смотрите также

• Теория рассеяния
• Упругое рассеяние

Рекомендации