Войти
В химии, ядерной физике и физике элементарных частиц неупругое рассеяние является фундаментальным рассеяние процесс, в котором кинетическая энергия падающей частицы не сохраняется (в отличие от упругого рассеяния ). В процессе неупругого рассеяния часть энергии падающей частицы теряется или увеличивается. Хотя этот термин исторически связан с концепцией неупругого столкновения в динамике, эти две концепции 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 неупругим, как в Комптоновское рассеяние.
Когда электрон является падающей частицей вероятность неупругого рассеяния в зависимости от энергии налетающего электрона обычно меньше, чем вероятность упругого рассеяния. Таким образом, в случае дифракции электронов в газе (GED), дифракции электронов высоких энергий на отражение (RHEED) и дифракции электронов на пропускание, поскольку энергия налетающего электрона велика, вкладом неупругого рассеяния электронов можно пренебречь. Глубокое неупругое рассеяние электронов на протонах явилось первым прямым доказательством существования кварков.
Когда фотон является падающей частицей, существует процесс неупругого рассеяния, называемый комбинационным рассеянием. 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 комбинационным рассеянием. Голубой сдвиг можно наблюдать, когда внутренняя энергия вещества передается фотону; этот процесс называется антистоксовым комбинационным рассеянием света.
Неупругое рассеяние наблюдается при взаимодействии электрона и фотона. 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 обратным комптоновским рассеянием.
Нейтроны подвергаются многим типам рассеяния, включая как упругое, так и неупругое рассеяние. Произойдет ли упругое или неупругое рассеяние, зависит от скорости нейтрона, будь то быстрый или тепловой, или что-то среднее между ними. Он также зависит от ядра, в которое он поражает, и его нейтронного сечения. 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.
Неупругое рассеяние - обычное явление при столкновениях молекул. Любое столкновение, которое приводит к химической реакции, будет неупругим, но термин неупругое рассеяние зарезервирован для тех столкновений, которые не приводят к реакциям. Существует передача энергии между поступательной модой (кинетической энергией) и вращательной и колебательной модами.
Если переданная энергия мала по сравнению с энергией падающей рассеянной частицы, говорят о квазиупругом рассеянии.
