Co je elastický rozptyl?

K elastickému rozptylu dochází, když se dvě nebo více částic srazí bez ztráty energie. To znamená, že zatímco se směry částic mohou měnit, je vždy zachována celková kinetická energie systému nebo energie pohybu. Termín elastický rozptyl se obvykle používá ve fyzice částic, což je studium mikroskopických částic, ale mezi makroskopickými objekty může také dojít k elastické kolizi. Neelastická kolize nastane, když se během kolize ztratí energie.

Termín elastický rozptyl pochází z teorie rozptylu, což je soubor pravidel a rovnic, které popisují, jak částice a vlny interagují. V makroskopickém světě, když se dva objekty srazí, je to obvykle prostřednictvím fyzické kolize. Ve fyzice částic se však objekty mohou srážet jinými silami, včetně elektromagnetických srážek. Mezi jakýmikoli objekty a při jakémkoli druhu kolize může dojít k elastické kolizi.

Elastický rozptyl je ve fyzice částic velmi důležitý. Když se například elektrony srazí s jinými částicemi, je kolize elastická, protože nedochází ke ztrátě energie. Toto je známé jako Rutherfordův rozptyl a je to jev, který vedl k objevu struktury atomu.

V makroskopickém nebo fyzickém světě je mimořádně nepravděpodobné, že by došlo ke skutečné elastické kolizi mezi dvěma velkými objekty. Je to způsobeno okolními silami a vibracemi, které se vyskytují uvnitř velkých objektů. Existují však situace, kdy lze srážku přiblížit jako pružnou. To je užitečné, protože umožňuje odhadnout rychlost a směr dvou objektů po kolizi pomocí jednodušších metod.

Běžným příkladem elastického rozptylu ve fyzickém světě je střet dvou kulečníkových koulí. Přestože při této srážce bude kvůli tření ztraceno malé množství energie, je to dost malé, aby bylo zanedbatelné. Když se dvě kulečníkové koule srazí, druhá koule získá téměř přesně množství energie, kterou první koule ztratí, takže celková kinetická energie systému je zachována.

K neelastickému rozptylu dochází, když není zachována celková energie dvou nebo více kolizních objektů. Ve srážkách mezi objekty skutečného světa jsou nepružné srážky mnohem běžnější. To je způsobeno zejména mimořádnými vibracemi, ke kterým dojde, když se velký objekt srazí s jiným, protože tyto vibrace přijímají energii, která by byla použita pro pohyb. Hybnost je však vždy zachována jak při elastických, tak nepružných kolizích.