imported>Sldst-bot: Уточнение даты установки ш:Нет источников: 2013-02-07 (до 2024-10-20 ш:Rq с параметром sources)

2025-09-05T14:15:03Z

Уточнение даты установки ш:Нет источников: 2013-02-07 (до 2024-10-20 ш:Rq с параметром sources)

Новая страница

'''То́мсоновское (то́мпсоновское) рассе́яние''' (рассеяние Томсона) — упругое [[Рэлеевское рассеяние|рассеяние]] [[электромагнитное излучение|электромагнитного излучения]] на заряженных [[элементарная частица|частицах]]. [[Электрическое поле|Электрическое]] и [[магнитное поле|магнитное]] поля падающей [[волна|волны]] ускоряют заряженную частицу. Ускоренно движущаяся заряженная частица излучает [[электромагнитное излучение|электромагнитные волны]]. Таким образом [[энергия]] падающей волны частично переходит в энергию рассеянной волны — происходит рассеяние. Данный тип рассеяния был объяснён английским физиком [[Томсон, Джозеф Джон|Дж. Дж. Томсоном]]. [[Эффективное поперечное сечение|Сечение]] рассеяния не зависит от [[частота|частоты]] электромагнитной волны и одинаково для рассеяния вперёд и назад. Частота рассеянного излучения равна частоте падающего излучения.

В [[специальная теория относительности|нерелятивистском]] приближении (скорость частицы много меньше скорости света) на частицу действует в основном электрическое поле падающей волны. При этом частица начинает колебаться в направлении электрического поля, излучая [[Диполь (электродинамика)|дипольное]] электромагнитное излучение. Ускоренно движущаяся частица излучает преимущественно в направлении, перпендикулярном [[ускорение|ускорению]], причём излучение является [[Поляризация электромагнитных волн|поляризованным]] параллельно ускорению.

Интенсивность (спектральная плотность мощности, рассеянной единицей объёма в единицу времени в единичный [[телесный угол]]) рассеянной волны описывается следующим уравнением (в системе СИ):

:<math>\frac{d\varepsilon_\lambda}{d\Omega}=I_{0\lambda}n\left(\frac{q^2}{4\pi\varepsilon_0 mc^2}\right)^2\frac{1+\cos^2\varphi}{2};</math>

где <math>n</math> — плотность заряженных частиц, <math>q</math> — заряд частицы, <math>m</math> — масса частицы, <math>I_{0\lambda}</math> — спектральная плотность мощности падающего излучения, <math>\varphi</math> — угол между падающей волной и направлением наблюдения, <math>\varepsilon_0</math> — диэлектрическая проницаемость [[вакуум]]а.

Величина <math>\frac{d\sigma}{d\Omega}=\left(\frac{q^2}{4\pi\varepsilon_0 mc^2}\right)^2\frac{1+\cos^2\varphi}{2}</math>
называется дифференциальным сечением рассеяния.

Величина <math>\sigma_T=\frac{8\pi}{3}\left(\frac{q^2}{4\pi\varepsilon_0 mc^2}\right)^2</math> называется полным сечением рассеяния. Как следует из формулы, сечение рассеяния на протоне пренебрежимо мало по сравнению с сечением рассеяния на электроне (обратно пропорционально квадрату массы).

Для [[электрон]]а ''томсоновское сечение рассеяния'' равно <math>\sigma_T=6,652\times\,10^{-29} </math> м² = 0,6652 [[барн]].

Величина <math>\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0 m_ec^2}=2,8\times\,10^{-15} </math> м называется ''[[Классический радиус электрона|классическим радиусом электрона]]''.

[[File:Klein-Nishina distribution-ru.svg|thumb|Зависимость дифференциального сечения рассеяния от угла рассеяния для различных значений энергий падающего фотона. Синим показана угловая зависимость для томсоновского рассеяния, т.е. для случая, когда энергия фотона мала по сравнению с массой электрона.]]

Рассеяние на электронах высокоэнергетических (рентгеновских и гамма) фотонов характеризуется изменением длины волны рассеянного излучения вследствие квантовых эффектов, то есть перестаёт быть томсоновским. Такое рассеяние с изменением длины волны получило название [[Эффект Комптона|эффекта Комптона]]. Комптоновское рассеяние отличается от томсоновского не только изменением энергии рассеянного фотона, но и другим угловым распределением (в частности, комптоновское рассеяние происходит в основном вперёд, по направлению движения падающего фотона, тогда как томсоновское рассеяние вперёд и назад симметрично — как видно из формулы, сечение не зависит от знака угла {{math|θ}}). Однако в пределе нулевых частот дифференциальное сечение комптоновского рассеяния (описываемое [[Формула Клейна — Нишины|формулой Клейна — Нишины]]) переходит в томсоновское.

== Литература ==
* {{статья|автор=В. Н. Цытович|заглавие=О физической интерпретации томсоновского рассеяния в плазме|ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/2013/2/f/|издание=[[УФН]]|год=2013|том=183|страницы=195–206|doi=}}
* {{книга
|автор= Шеффилд Д.
|заглавие=Рассеяние электромагнитного излучения в плазме
|ссылка =
|место={{М.}}
|издательство= Атомиздат
|год=1978
|страниц=280
|isbn=
}}

== См. также ==
* [[Рамановское рассеяние]]
* [[Рэлеевское рассеяние]]
* [[Эффект Комптона]]
* [[Эффект Тиндаля]]

{{Нет источников |дата=2013-02-07}}

[[Категория:Рассеяние электромагнитных волн]]

Томсоновское рассеяние - История изменений

imported>Sldst-bot: Уточнение даты установки ш:Нет источников: 2013-02-07 (до 2024-10-20 ш:Rq с параметром sources)