Vad är elastisk spridning?

Elastisk spridning inträffar när två eller flera partiklar kolliderar utan förlust av energi.Detta innebär att även om partiklarnas riktningar kan förändras, bevaras alltid systemets totala kinetiska energi eller rörelseenergi.Termen elastisk spridning används vanligtvis i partikelfysik, som är studien av mikroskopiska partiklar, men en elastisk kollision kan också äga rum mellan makroskopiska objekt.En inelastisk kollision inträffar när energi går förlorad under kollisionen.

Termen elastisk spridning kommer från spridningsteori, som är en uppsättning regler och ekvationer som beskriver hur partiklar och vågor interagerar.I den makroskopiska världen, när två föremål kolliderar är det vanligtvis genom en fysisk kollision.I partikelfysik kan emellertid föremålen kollidera genom andra krafter, inklusive elektromagnetiska kollisioner.En elastisk kollision kan uppstå mellan alla föremål och i alla typer av kollisioner.

Elastisk spridning är mycket viktig i partikelfysik.När elektroner kolliderar med andra partiklar, till exempel, är kollisionen elastisk eftersom ingen energi går förlorad.Detta kallas Rutherford -spridning och är ett fenomen som ledde till upptäckten av atomens struktur.

I den makroskopiska eller fysiska världen är det exceptionellt osannolikt att en sann elastisk kollision inträffar mellan två stora föremål.Detta beror på omgivande krafter såväl som vibrationerna som förekommer i stora föremål.Det finns dock vissa situationer där en kollision kan approximeras som elastisk.Detta är användbart eftersom det möjliggör den förutsagda hastigheten och riktningen för två föremål efter en kollision som ska uppskattas med enklare metoder.

Ett vanligt exempel på elastisk spridning i den fysiska världen är kollisionen av två biljardbollar.Även om en liten mängd energi kommer att gå förlorad i denna kollision på grund av friktion, är detta tillräckligt litet för att vara försumbar.När två biljardbollar kolliderar får den andra bollen nästan exakt mängden energi som den första bollen förlorar, så systemets totala kinetiska energi bevaras.

Inelastisk spridning inträffar när den totala energin för de två eller flera kolliderande föremålen ärinte bevarad.I kollisioner mellan verkliga världsobjekt är inelastiska kollisioner mycket vanligare.Detta beror främst på de extra vibrationerna som kommer att inträffa när ett stort föremål kolliderar med en annan, eftersom dessa vibrationer tar upp energi som skulle ha använts för rörelse.Momentum bevaras emellertid alltid i både elastiska och inelastiska kollisioner.