非弹性散射

非弹性散射
非弹性散射是一种粒子间的相互作用,其中散射前后系统的动量守恒,但动能不守恒。这种现象在化学核物理及粒子物理中均有出现。与之相对的是弹性散射,其中散射前后粒子的动能是守恒的。非弹性散射的特点是存在一个阈能,即只有当入射粒子的能量高于某一特定值时,非弹性散射才可能发生。此外,非弹性散射中粒子的能量可能增加或减少,与动力学中的非弹性碰撞概念有所不同。在某些情况下,粒子能量的变化非常小,这种情况通常被称为准弹性散射。

基本概念

非弹性散射涉及的粒子在散射过程中能量的非守恒性,这意味着部分粒子的能量在散射过程中会发生变化。这种现象与动力学中的非弹性碰撞有所区别,后者指的是碰撞前后系统的总动能不守恒。值得注意的是,虽然非弹性碰撞通常会导致非弹性散射,但弹性碰撞也可能因为粒子间能量的交换而产生非弹性散射,例如康普顿散射。
非弹性散射在电子光子的交互作用中尤为常见。当高能光子与自由电子相撞时,光子会将能量转移给电子,这种现象称为康普顿散射。相反,如果一个具有相对论能量的电子与可见光红外线光子相撞,电子则会将能量转移给光子,这种现象称为逆康普顿散射。在这两种情况下,散射前后的动量是守恒的,但动能不守恒,符合非弹性散射的定义。
总的来说,非弹性散射是一个复杂的物理过程,它涉及到粒子间能量的非守恒交换,这些交换可能导致粒子的内部结构发生变化,从而产生新的粒子或激发态。这种散射过程在物理学的多个领域中都有广泛的应用和研究价值。