Τι είναι η ελαστική σκέδαση;

Η ελαστική σκέδαση συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα σωματίδια συγκρούονται χωρίς απώλεια ενέργειας.Αυτό σημαίνει ότι ενώ οι κατευθύνσεις των σωματιδίων μπορεί να αλλάξουν, η συνολική κινητική ενέργεια του συστήματος ή η ενέργεια κίνησης διατηρείται πάντοτε.Ο όρος ελαστική σκέδαση χρησιμοποιείται τυπικά στη φυσική των σωματιδίων, η οποία είναι η μελέτη μικροσκοπικών σωματιδίων, αλλά μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί ελαστική σύγκρουση μεταξύ μακροσκοπικών αντικειμένων.Μια ανελαστική σύγκρουση συμβαίνει όταν η ενέργεια χάνεται κατά τη διάρκεια της σύγκρουσης.

Ο όρος ελαστική σκέδαση προέρχεται από τη θεωρία σκέδασης, η οποία είναι ένα σύνολο κανόνων και εξισώσεων που περιγράφουν πώς αλληλεπιδρούν τα σωματίδια και τα κύματα.Στον μακροσκοπικό κόσμο, όταν συγκρούονται δύο αντικείμενα, είναι συνήθως μέσω μιας φυσικής σύγκρουσης.Στη φυσική των σωματιδίων, ωστόσο, τα αντικείμενα μπορεί να συγκρουστούν μέσω άλλων δυνάμεων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρομαγνητικών συγκρούσεων.Μια ελαστική σύγκρουση μπορεί να συμβεί μεταξύ οποιωνδήποτε αντικειμένων και σε οποιοδήποτε είδος σύγκρουσης.

Η ελαστική σκέδαση είναι πολύ σημαντική στη φυσική των σωματιδίων.Όταν τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με άλλα σωματίδια, για παράδειγμα, η σύγκρουση είναι ελαστική καθώς δεν έχει χαθεί ενέργεια.Αυτό είναι γνωστό ως Rutherford Scattering και είναι ένα φαινόμενο που οδήγησε στην ανακάλυψη της δομής του ατόμου.Αυτό οφείλεται στις γύρω δυνάμεις καθώς και στις δονήσεις που εμφανίζονται μέσα σε μεγάλα αντικείμενα.Υπάρχουν όμως κάποιες καταστάσεις, όταν μια σύγκρουση μπορεί να προσεγγιστεί ως ελαστική.Αυτό είναι χρήσιμο, καθώς επιτρέπει την προβλεπόμενη ταχύτητα και κατεύθυνση δύο αντικειμένων μετά από μια σύγκρουση που πρέπει να εκτιμηθεί χρησιμοποιώντας απλούστερες μεθόδους.

Ένα κοινό παράδειγμα ελαστικής σκέδασης στον φυσικό κόσμο είναι η σύγκρουση δύο μπάλες μπιλιάρδου.Αν και μια μικρή ποσότητα ενέργειας θα χαθεί σε αυτή τη σύγκρουση λόγω τριβής, αυτό είναι αρκετά μικρό για να είναι αμελητέο.Όταν οι δύο μπάλες μπιλιάρδου συγκρούονται, η δεύτερη μπάλα κερδίζει σχεδόν ακριβώς την ποσότητα ενέργειας που χάνει η πρώτη μπάλα, οπότε η συνολική κινητική ενέργεια του συστήματος διατηρείται.

Η ανελαστική σκέδαση συμβαίνει όταν είναι η συνολική ενέργεια των δύο ή περισσότερων αντικειμένων συγκρούσεωνδεν διατηρείται.Σε συγκρούσεις μεταξύ αντικειμένων πραγματικού κόσμου, οι ανελαστικές συγκρούσεις είναι πολύ πιο συχνές.Αυτό οφείλεται κυρίως στις επιπλέον δονήσεις που θα συμβούν όταν ένα μεγάλο αντικείμενο συγκρούεται με ένα άλλο, καθώς αυτές οι δονήσεις αναλαμβάνουν ενέργεια που θα είχε χρησιμοποιηθεί για κίνηση.Η ορμή, ωστόσο, διατηρείται πάντα τόσο σε ελαστικές όσο και σε ανελαστικές συγκρούσεις.