Kluczowa różnica między rozpraszaniem Comptona a Thomsona polega na tym, że rozpraszanie Comptona jest rodzajem rozpraszania nieelastycznego, podczas gdy rozpraszanie Thomsona jest rodzajem rozpraszania elastycznego.
W skrócie, rozpraszanie Comptona można zdefiniować jako rozpraszanie fotonu podczas interakcji z naładowaną cząstką, taką jak elektron. Tymczasem rozpraszanie Thomsona jest rodzajem elastycznego rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego w obecności swobodnej cząstki naładowanej.
Co to jest rozpraszanie Comptona?
Rozpraszanie Comptona to rozpraszanie fotonu w wyniku interakcji z naładowaną cząstką, taką jak elektron. Zjawisko to odkrył Arthur Holly Compton. Możemy to nazwać efektem Comptona, jeśli proces ten powoduje spadek energii fotonu. Podczas rozpraszania Comptona część energii fotonu jest przekazywana odrzucającemu elektronowi. W przeciwieństwie do tego, odwrotne rozpraszanie Comptona występuje po przeniesieniu części energii naładowanej cząstki na foton.
Rysunek 01: Proces eksperymentu Comptona
Co więcej, rozpraszanie Comptona jest rodzajem nieelastycznego rozpraszania światła. Dzieje się to za pośrednictwem swobodnie naładowanej cząstki w taki sposób, że światło rozproszone różni się od promieniowania padającego. Możemy nazwać zmianę długości fali światła przesunięciem Comptona.
Co więcej, rozpraszanie Comptona jest jednym z czterech konkurencyjnych procesów, które mogą wystąpić, gdy fotony wchodzą w interakcję z materią. Pozostałe trzy procesy to efekt fotoelektryczny, produkcja par i fotodezintegracja. Wśród nich rozpraszanie Comptona jest najważniejszą interakcją w interweniującym regionie energetycznym.
Co to jest rozproszenie Thomsona?
Rozpraszanie Thomsona to rodzaj elastycznego rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego w obecności swobodnie naładowanej cząstki. Zjawisko to można opisać klasycznym elektromagnetyzmem. Rozpraszanie Thomsona można opisać jako niskoenergetyczną granicę rozpraszania Comptona. Jednak ta dolna granica jest dostępna, gdy energia fotonu jest mniejsza niż energia masowa cząstki.
Rysunek 02: Interakcje światła materii
Ponadto, biorąc pod uwagę granicę niskiej energii, pole elektryczne fali padającej może przyspieszyć naładowaną cząstkę, co powoduje, że emituje ona promieniowanie o tej samej częstotliwości, co fala padająca. Dlatego fala zostaje rozproszona. Rozpraszanie Thomsona zostało po raz pierwszy opisane przez J. J. Thomsona.
Kosmiczne mikrofalowe tło jest przykładem rozpraszania Thomsona. Zawiera mały liniowo spolaryzowany składnik, który jest przypisywany rozpraszaniu Thomsona. Co więcej, słoneczna K-korona jest wynikiem rozpraszania Thomsona promieniowania słonecznego od słonecznych elektronów koronalnych.
Jaka jest różnica między rozpraszaniem Comptona a rozpraszaniem Thomsona?
Rozpraszanie Comptona i Thomsona to dwa rodzaje procesów rozpraszania światła. Kluczowa różnica między rozpraszaniem Comptona a Thomson Scattering polega na tym, że rozpraszanie Comptona jest rodzajem rozpraszania nieelastycznego, podczas gdy rozpraszanie Thomsona jest rodzajem rozpraszania elastycznego.
Poniższa infografika przedstawia różnice między rozpraszaniem Comptona a rozpraszaniem Thomsona w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – Rozpraszanie Comptona kontra Rozpraszanie Thomsona
Rozpraszanie Comptona to rozpraszanie fotonu podczas interakcji z naładowaną cząstką, taką jak elektron. Natomiast rozpraszanie Thomsona jest rodzajem elastycznego rozpraszania promieniowania elektromagnetycznego w obecności cząstki naładowanej swobodnie. Tak więc kluczowa różnica między rozpraszaniem Comptona a Thomsona polega na tym, że rozpraszanie Comptona jest rodzajem rozpraszania nieelastycznego, podczas gdy rozpraszanie Thomsona jest rodzajem rozpraszania elastycznego.
