تبعثر تومسون: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
JarBot (نقاش | مساهمات)
ط بوت:الإبلاغ عن رابط معطوب أو مؤرشف V4.1 (تجريبي)
JarBot (نقاش | مساهمات)
ط بوت:إصلاح تحويلات القوالب
سطر 2:
{{تفاعل الضوء مع المادة}}
 
'''تشتت تومسون ''' في [[فيزياء|الفيزياء]] (بالإنجليزية: Thomson scattering) تشتت مرن [[فوتون|للفوتونات]] عند اصتدامها [[جسيم أولي|بجسيمات أولية مشحونة]] ، مثل الإلكترونات الحرة أو شبه الحرة (أي ليست مرتبطة [[ذرة|بذرات]].<ref>{{cite paper |url=http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1076&context=physicsumstadter |title=Experimental observation of relativistic nonlinear Thomson scattering |journal=Nature |volume=396 |date=December 17, 1998 |pages=653–655 |first1=Szu-yuan |last1=Chen |first2=Anatoly |last2=Maksimchuk |first3=Donald |last3=Umstadter|arxiv=physics/9810036 |bibcode=1998Natur.396..653C |doi=10.1038/25303 }}</ref><ref>{{مرجعاستشهاد ويب | مسار=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?sigmae | عنوان=National Institute of Standards and Technology | تاريخ الوصول=3 February 2015| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20161118121303/http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?sigmae | تاريخ أرشيف = 18 نوفمبر 2016 }}</ref> اكتشف تلك الظاهرة العالم الفيزيائي جوزيف تومسون.
 
عندما تقع جسيمات أولية مشحونة تحت تأثير [[موجة كهرومغناطيسية]] فإنها يبدأ في الاهتزاز في نفس مستوي [[حقل كهربائي|المجال الكهربي]]. ونظرا لأان هذا الهتزاز عبارة عن حركة [[عجلة|معجلة]] فإن الجسيمات تشع في نفس الوقت طاقة في هيئة موجة كهرومغناطيسية لها نفس [[تردد]] الشعاع الساقط . وعندئذ يمكن القول أن الشعاع الساقط يتشتت على الجسيم.
 
ويتم تشتت تومسون بدون رد فعل ،فعل، أي بدون انتقال لطاقة من الفوتون الساقط وبين [[إلكترون|الإلكترون]]. ويتم ذلك النوع من التشتت عندما تكون طاقة الشعاع الساقط صغيرة ،صغيرة، أي أن تكون [[طول الموجة]] [[موجة كهرومغناطيسية|للموجة الكهرومغناطيسية]] أكبر كثيرا من [[نصف قطر]] الذرة (مثل [[أشعة سينية|الأشعة السينية]] الضعيفة الطاقة).
 
أما إذا قصرت [[طول الموجة|طول موجة]] الشعاع الساقط ،الساقط، أي تكون طاقته عالية ،عالية، فإن التشتت (أو التصادم) على الإلكترون يحدث حركة عكسية للإلكترون يجب أخذه في الحسبان ،الحسبان، ويسمى ذلك النوع من التشتت [[ظاهرة كومبتون|تشتت كومبتون]] وهو يحدث [[أشعة سينية|لأشعة أكس]] و[[أشعة غاما]] عند تشتتها على الإلكترونات.
 
==معادلات التشتت==
[[ملف:Thomson scattering geometry.png|يسار|250px| thumb]]
 
يمكن تقسيم المجال المغناطيسي للشعاع الساقط إلى متجهين ،متجهين، أحدهما في نفس مستوى الشعاع الساقط والرؤية (وهو مستوي الصفحة) ، والآخر عمودي عليه. ونسمي تلك المتجهات التي تقع في مستوي الصفحة بالمتجهات "الشعاعية" ، والعمودية عليها المتجهات "العرضية" ، حيث يظهروا بهذا الشكل للمشاهد.
 
ويبين الشكل التشتت في مستوي الرؤية. ويبين المتجه الشعاعي [[حقل كهربائي|للمجال الكهربي]] الساقط والذي يتسبب في حركة الجسيم المشحون الموجود في نقطة الاصتدام. ويمكن اثبات أن [[مطال]] [[موجة|الموجة]] المشاهدة يتناسب مع [[جيب التمام|جيب تمام]] <math>\chi</math> ، حيث <math>\chi</math> هي الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع المشاهد.
 
وشدة الشعاع ،الشعاع، والتي تحسب بمربع المطال ،المطال، تقل متناسبة مع مربع جيب تمام الزاوية <math>\cos^2(\chi)</math>. على مستوي الصفحة. كما يمكن إثبات أن المتجهات العرضية (العمودية على مستوي الصفحة) لن تتأثر بل تبقى ثابتة.
 
ويمكن وصف التشتت بمعامل إصدار ،إصدار، والذي تعرف بالمعامل <math>\epsilon</math> حيث <math>\epsilon\cdot dt\cdot dV\cdot d\Omega\cdot d\lambda</math> هي الطاقة المشتتة من وحدة الحجوم <math>dV </math> خلال الفترة الزمنية <math>dt</math> في الزاوية الصلبة <math>d\Omega</math>
بين [[طول الموجة]] <math>\lambda</math> و<math>\lambda+d\lambda</math>.
 
ومن وجهة رؤية المشاهد فيوجد معاملان للإصدار ،للإصدار، أولهما <math>\epsilon_{r}</math> وهو يؤول إلى الضوء [[استقطاب (توضيح)|المستقطب]] "شعاعي" والآخر <math>\epsilon_{t}</math> يؤول إلى الضوء المستقطب "عرضيا". وفي حالة الضوء الساقط الغير مستقطب ،مستقطب، فيعطى المعاملان بالمعادلتين :
 
: <math>
سطر 48:
SI :
 
: <math>q</math> شحنة الجسيم ،الجسيم،
 
: <math>m</math> [[كتلة]] الجسيم ,
سطر 58:
ويلاحظ هنا أن ذلك هو مربع [[نصف قطر تقليدي للإلكترون|نصف القطر التقليدي لجسيم]] كتلته <math>m</math> وشحنته <math>q</math>.
 
وعلى سبيل المثال ،المثال، في حالة [[إلكترون|الإلكترون]] يكون '''مقطع التصادم التفاضلي''' له :
 
:<math>
سطر 76:
<math>\lambda_e</math> [[طول موجة كومبتون]] للإلكترون.
 
ويمكن تعيين الطاقة الكلية الصادرة عن طريق إجراء التكامل على مجموع معاملي الإصدار في جميع الاتجاهات ،الاتجاهات، فنحصل على :
 
:<math>\int_0^{2\pi}d\phi \int_0^\pi d\chi \left(\epsilon_t+\epsilon_r\right) \sin \chi
سطر 87:
 
* (معنى مقطع تصادم : إذا تخيلنا أننا سنقوم بقذف بعض حبوب القمح على كرة تنس. فيكون مقطع التصادم لكرة التنس هو مساحة مقطعها (ووحدتها : سنتيمتر مربع) ، تلك المساحة تستخدم أيضا في [[فيزياء الجسيمات]] و[[فيزياء نووية|الفزياء النووية]] للتعبير عن [[مقطع تصادم (فيزياء)]] أو "[[مقطع نووي]] " عند تصادم "[[نواة الذرة]] " مع فيض أشعة أو [[جسيم أولي|جسيمات]] مثل [[إلكترون|الإلكترونات]] أو [[نيوترون|النيوترونات]]. مع ملاحظة أن [[مقطع نووي|مقطع التصادم]] الحقيقي للنواة يختلف كثيرا عن المقطع الهندسي لها).
* (معنى مقطع التصادم التفاضلي : عند تصادم جسيمات مع إحدة الذرات تنتشر الجسيمات المشتتة حول النواة في جميع الاتجاهات ،الاتجاهات، وقد يكون انتشارها متساويا في جميع الاتجاهات ،الاتجاهات، أو يكون انتشارها غير متساويا عند زوايا معينة ،معينة، والمقطع التفاضلي يأخذ توزيع الجسيمات المشتتة على جميع الزوايا في الحسبان.)
 
== اقرأ أيضا ==