تشتت

تبعثر وفق البتر الزائد لجسيمات متماثلة الشحنة

التبعثر أوتشتت بالإنگليزية: Scattering في فيزياء الجسيمات، هوتغير في اتجاه حركة الجسيم بسبب تصادمه مع جسيم آخر. ويمكن للتصادم بحسب تعريفه الفيزيائي حتى يحدث بين جسيمات تتنافر فيما بينها، مثل التنافر بين شاردتين موجبتين (أوسالبتين)، وأن لا يضم ذلك تماسا فيزيائيا مباشرا بين الجزيئات.

بينت التجارب التي أجريت على الجسيمات دون الذرية حتى قوى التنافر الكهربائية بين الجسيمات تخضع لقانون كولوم، الذي ينص على حتى القوة تتناسب عكسيا مع مربع المسافة بين الجسيمات . أي حتى المسافة إذا قسمت إلى النصف فإن قوى المتبادلة تتضاعف أربع مرات. أظهرت النتائج، كما في الشكل الجانبي، حتى مسار الجسيم المبعثر، مهما كانت زاوية انحرافه، سيكون وفق بتر زائد حيث حدثا اقتربت الجسيمات الساقطة على مركز التشتت ازدادت زاوية الانحراف.

تآثر بين فوتون وأحد الذرات

تشتت مرن.

تشتت غير مرن.

امتصاص رنيني

فلورية.

تأثير كومبتون.

تأثير كهروضوئي.

اصدار محفز

تبين الأشكال المجاورة وصفا بالرسم للأنواع المتنوعة من تآثر بين فوتونات وأحد الذرات . وتعني الخطوط العرضية مستويات الطاقة الكمومية المتنوعة لذرة في حالات إثارة ، والتي يمكن حتى يشغلها إلكترون. ويمثل الخط الأسفل الحالة الأرضية للإلكترون في الذرة ، وهي أقل طاقة يمكن حتى تتخذها الذرة وهي ليست في حالة إثارة.

التشتت المرن ( تشتت رايلي)

وهي حالة تكون فيها طاقة ${\displaystyle E=h\nu$

تشتت غير مرن (تشتت رامان)

يوصف التشتت الغير مرن أحيانا بأنه تشتت رامان ، وهويحدث عندما تزيد طاقة

{\displaystyle E=h\nu

الفوتون الساقط عن الفرق بين مستويين للطاقة الكمومية في الذرة ، بحيث ترتفع طاقة الإلكترون بمقدار

{\displaystyle \Delta E

. عندئذ تصبح طاقة الفوتون الصادر من الذرة

{\displaystyle h\nu -\Delta E

.

امتصاص رنيني وإصدار تلقائي والفلورية والفسفورية

عندما تعادل طاقة الفوتون الساقط على الذرة الفرق بالتمام ${\displaystyle \Delta E$

إما إذا عادت الذرة من الحالة المثارة إلى حالة الابتدائية بعد فترة زمنية قصيرة فيسمى هذا النوع من التفاعل اصدار تلقائي . وإذا عادت الحالة المثارة للذرة على فترات بحيث تعبر عدة مستويات للطاقة وفي جميع مرة تصدر فوتونا ، فإن ذلك يسمى فلورية . وعندما يستغرق ذلك مدة طويلة (ساعة أوأكثر ) فيسمى ذلك التآثر بين الفوتون والذرة فسفورية.

تشتت كومبتون

يسمى تأثير كومبتون تلك العملية التي تؤدي إلى اكتساب الذرة طاقة عالية من الفوتون بحيث تتأين وتطلق إلكترونا وفوتونا ذا طاقة أقل.

تأثير كهروضوئي

وهي عملية امتصاص يكتسب خلالها أحد إلكترونات الذرة الطاقة الكاملة من الفوتون الساقط ، وتسمى التأثير الكهروضوئي الذي اكتشفة ألبرت أينشتاين. ومن شروط حدوثه حتىقد يكون الإلكترون مرتبطا بالذرة ارتباطا وثيقا ، ولذلك يتميز حدوث التأثير الكهرضوئي مع إلكترونات المدار K في الذرات الثقيلة.

اصدار محفز

يتميز الاصدار المحفز بذرة مثارة تتفاعل مع فوتون ساقط عليها ذوطاقة مناسبة لها ، فيحفزها على اصدار فوتون ثاني ويكون الفوتنين (الساقط والمحفز ) في نفس الطور والاتجاه .

هذا هوأساس الليزر.

إشارة : لا تتعامل (تتفاعل) الذرات مع الضوء فقط وإنما أيضا عن طريق والاصتدام مع جسيمات أولية أخرى ، مثل الإلكترونات أو ذرات أخرة وتكتسب خلالها طاقة كمومية أوتصدرها (أنظر تجربة فرانك-هيرتز).

المراجع

^ التبعثر من الموسوعة البريطانية

وصلات خارجية

Research group on light scattering and diffusion in complex systems
Multiple light scattering from a photonic science point of view
Neutron Scattering Web

المصادر

Bohren, Craig F. (1983). Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Wiley. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Colton, David (1998). Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering Theory. Springer. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Gonis, Antonios (1999). Multiple Scattering in Solids. Springer. ISBN . Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Prum, Richard O. (1998). "Coherent light scattering by blue feather barbs". Nature. 396 (6706): 28–29. doi:10.1038/23838. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Roqué, Josep (2006). "Copper and silver nanocrystals in lustre lead glazes: development and optical properties". Journal of the European Ceramic Society. 26 (16): 3813–3824. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2005.12.024. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N. (2006). Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change (2nd Ed.). John Wiley and Sons, Inc. ISBN 0471828572
Stover, John C. (1995). Optical Scattering: Measurement and Analysis. SPIE Optical Engineering Press. ISBN .