پراکندگی غیرکشسان
در علوم شیمی ، فیزیک هسته‌ای و فیزیک ذرات ، پراکندگی غیرکشسان یک فرآیند پراکندگی اساسی است که در آن انرژی جنبشی یک ذره برخوردی حفظ نمی‌شود (برخلاف پراکندگی کشسان ). در یک فرآیند پراکندگی غیرکشسان، مقداری از انرژی ذره برخوردی از بین می رود یا افزایش می یابد. اگرچه این اصطلاح از نظر تاریخچه با مفهوم برخورد غیرکشسان در دینامیک مرتبط است، اما این دو مفهوم کاملاً از هم متمایز هستند. برخورد غیر کشسان در دینامیک به فرآیندهایی گفته می شود که در آن کل انرژی جنبشی ماکروسکوپی حفظ نمی شود. به طور کلی پراکندگی ناشی از برخوردهای غیرکشسان، غیرکشسان خواهد بود، اما از آنجایی که برخوردهای کشسان بیشتر اوقات انرژی جنبشی را بین ذرات منتقل می‌کنند، پراکندگی ناشی از برخوردهای کشسان نیز می‌تواند غیرکشسان باشد؛ همانطور که در پدیده پراکندگی کامپتون دو ذره در برخورد انرژی رد و بدل می‌کنند در حالی که باعث می شود یک ذره انرژی از دست بدهد. [۱]
الکترون ها[ویرایش]
هنگامی که یک الکترون ذره برخوردی باشد، احتمال رخ دادن پراکندگی غیرکشسان، معمولاً کمتر از پراکندگی کشسان است (بسته به انرژی الکترون برخوردی). بنابراین در موارد پراش الکترون گازی (GED)، پراش الکترون پرانرژی بازتابی (RHEED) و پراش الکترون عبوری، از آنجایی که انرژی الکترون برخوردی زیاد است، می توان مقدار پراکندگی غیرکشسان الکترون را نادیده گرفت. اولین مدارک مستقیم را برای وجود کوارک ها از طریق پراکندگی غیرکشسان ژرف الکترون ها از پروتون ها ارائه شد.
فوتون ها[ویرایش]
هنگامی که یک فوتون ذره برخوردی باشد، یک فرآیند پراکندگی غیرکشسان به نام پراکندگی رامان وجود خواهد داشت. در این فرآیند پراکندگی، بین فوتون برخوردی و ماده (گاز، مایع و جامد) برهمکنش اتفاق می افتد و فرکانس فوتون به سمت قرمز یا آبی تغییر می‌کند. جابجایی قرمز را زمانی می توان مشاهده کرد که بخشی از انرژی فوتون به ماده منتقل شود. این انرژی طبق فرآیندی به نام استوکس در پراکندگی رامان به انرژی درونی ماده اضافه می شود.
جابجایی آبی را زمانی می توان مشاهده کرد که انرژی درونی ماده به فوتون منتقل شود. این فرآیند در پراکندگی رامان، ضد استوکس نامیده می شود.
پراکندگی غیرکشسان در برهمکنش بین یک الکترون و یک فوتون نیز دیده می شود. وقتی یک فوتون پرانرژی با یک الکترون آزاد برخورد می کند و انرژی را انتقال می دهد، این فرآیند پراکندگی کامپتون نامیده می شود (به طور دقیق تر، مرز باید ضعیف باشد زیرا یک الکترون آزاد نمی تواند در پراکندگی غیرکشسان با فوتون شرکت کند).
علاوه بر این، هنگامی که یک الکترون با انرژی نسبی با یک فوتون مادون قرمز یا مرئی برخورد می کند، الکترون به فوتون انرژی می دهد. این فرآیند پراکندگی کامپتون معکوس نامیده می شود.
نوترون ها[ویرایش]
نوترون ها تحت انواع مختلفی از پراکندگی از جمله پراکندگی کشسان و غیرکشسان قرار می گیرند. اینکه پراکندگی کشسان یا غیرکشسان باشد به سرعت نوترون بستگی دارد که می تواند سریع، حرارتی یا مابین آن ها باشد. این پدیده همچنین به هسته ای که برخورد می کند و مقطع نوترونی آن بستگی دارد. در پراکندگی غیرکشسان، نوترون با هسته برهمکنش می کند و انرژی جنبشی سیستم تغییر می کند. این اتفاق اغلب هسته را فعال می‌کند و آن را در یک حالت پرانرژِی برانگیخته، ناپایدار و کوتاه‌مدت قرار می‌دهد که باعث می‌شود هسته به سرعت نوعی تابش ساطع کند تا بتواند را به حالت پایدار یا پایه برگردد (آلفا، بتا، گاما و پروتون ممکن است ساطع شوند). ذرات پراکنده شده در این نوع واکنش هسته ای ممکن است باعث تغییر تکانه هسته در جهت های دیگر شوند.
برخوردهای مولکولی[ویرایش]
در برخوردهای مولکولی، پراکندگی غیرکشسان پدیده ای رایج است. هر برخوردی که منجر به یک واکنش شیمیایی شود، غیر کشسان خواهد بود. بنابراین اصطلاح پراکندگی غیرکشسانی به برخوردهایی که منجر به واکنش نمی شوند ، اختصاص داده شده است. [۲] انتقال انرژی بین حالت های انتقالی (انرژی جنبشی)، چرخشی و ارتعاشی وجود دارد.
اگر انرژی منتقل شده در مقایسه با انرژی برخوردی ذره پراکنده شده کوچک باشد، پراکندگی شبه کشسان رخ داده است.
جستارهای وابسته[ویرایش]
منابع[ویرایش]
- ↑ “Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) for materials characterization,” B.J. Inkson, “Materials Characterization Using Nondestructive Evaluation (NDE) Methods,” 2016. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/elastic-scattering
- ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "inelastic scattering".