Hvad er elastisk spredning?

Elastisk spredning opstår, når to eller flere partikler kolliderer uden noget energitab.Dette betyder, at selvom partiklernes anvisninger kan ændre sig, konserveres den samlede kinetiske energi i systemet eller bevægelsesenergi altid.Udtrykket elastisk spredning bruges typisk i partikelfysik, som er studiet af mikroskopiske partikler, men en elastisk kollision kan også finde sted mellem makroskopiske genstande.En inelastisk kollision opstår, når energi går tabt under kollisionen.

Udtrykket elastisk spredning kommer fra spredningsteori, som er et sæt regler og ligninger, der beskriver, hvordan partikler og bølger interagerer.I den makroskopiske verden, når to genstande kolliderer, er det normalt gennem en fysisk kollision.I partikelfysik kan objekterne imidlertid kollidere gennem andre kræfter, herunder elektromagnetiske kollisioner.En elastisk kollision kan forekomme mellem objekter og i enhver form for kollision.

Elastisk spredning er meget vigtig i partikelfysik.Når elektroner kolliderer med andre partikler, for eksempel, er kollisionen elastisk, da ingen energi går tabt.Dette er kendt som Rutherford -spredning og er et fænomen, der førte til opdagelsen af atomets struktur.

I den makroskopiske eller fysiske verden er det usædvanligt usandsynligt, at en ægte elastisk kollision kan forekomme mellem to store genstande.Dette skyldes omgivende kræfter såvel som de vibrationer, der forekommer inden for store genstande.Der er dog nogle situationer, hvor en kollision kan tilnærmes som elastisk.Dette er nyttigt, da det muliggør den forudsagte hastighed og retning af to objekter efter en kollision, der kan estimeres ved hjælp af enklere metoder.

Et almindeligt eksempel på elastisk spredning i den fysiske verden er kollisionen af to billardkugler.Selvom en lille mængde energi vil gå tabt i denne kollision på grund af friktion, er dette lille nok til at være ubetydelig.Når to billardkugler kolliderer, får den anden kugle næsten nøjagtigt den mængde energi, som den første kugle mister, så den samlede kinetiske energi i systemet er konserveret.

Inelastisk spredning opstår, når den samlede energi fra de to eller flere kollideringsobjekter erikke konserveret.I kollisioner mellem genstande i den virkelige verden er uelastiske kollisioner meget mere almindelige.Dette skyldes hovedsageligt de ekstra vibrationer, der vil forekomme, når et stort objekt kolliderer med en anden, da disse vibrationer tager energi, der ville have været brugt til bevægelse.Momentum er dog altid konserveret i både elastiske og uelastiske kollisioner.