Che cos'è lo scattering elastico?
Lo scattering elastico si verifica quando due o più particelle si scontrano senza alcuna perdita di energia. Ciò significa che mentre le direzioni delle particelle possono cambiare, l'energia cinetica totale del sistema, o energia di movimento, è sempre conservata. Il termine scattering elastico è tipicamente usato nella fisica delle particelle, che è lo studio delle particelle microscopiche, ma può anche verificarsi una collisione elastica tra oggetti macroscopici. Una collisione anelastica si verifica quando si perde energia durante la collisione.
Il termine scattering elastico deriva dalla teoria dello scattering, che è un insieme di regole ed equazioni che descrivono il modo in cui particelle e onde interagiscono. Nel mondo macroscopico, quando due oggetti si scontrano di solito è attraverso una collisione fisica. Nella fisica delle particelle, tuttavia, gli oggetti possono scontrarsi con altre forze, comprese le collisioni elettromagnetiche. Una collisione elastica può verificarsi tra qualsiasi oggetto e in qualsiasi tipo di collisione.
Lo scattering elastico è molto importante nella fisica delle particelle. Quando gli elettroni si scontrano con altre particelle, ad esempio, la collisione è elastica poiché non si perde energia. Questo fenomeno è noto come scattering di Rutherford ed è un fenomeno che ha portato alla scoperta della struttura dell'atomo.
Nel mondo macroscopico o fisico, è eccezionalmente improbabile che si verifichi una vera collisione elastica tra due grandi oggetti. Ciò è dovuto alle forze circostanti e alle vibrazioni che si verificano all'interno di oggetti di grandi dimensioni. Ci sono alcune situazioni, tuttavia, in cui una collisione può essere approssimata come elastica. Ciò è utile in quanto consente di stimare la velocità e la direzione previste di due oggetti dopo una collisione utilizzando metodi più semplici.
Un esempio comune di scattering elastico nel mondo fisico è la collisione di due palle da biliardo. Sebbene una piccola quantità di energia si perda in questa collisione a causa dell'attrito, questa è abbastanza piccola da essere trascurabile. Quando due palle da biliardo si scontrano, la seconda palla guadagna quasi esattamente la quantità di energia che la prima palla perde, quindi viene conservata l'energia cinetica totale del sistema.
Lo scattering anelastico si verifica quando l'energia totale dei due o più oggetti in collisione non viene conservata. Nelle collisioni tra oggetti del mondo reale, le collisioni anelastiche sono molto più comuni. Ciò è dovuto principalmente alle vibrazioni extra che si verificano quando un oggetto di grandi dimensioni si scontra con un altro, poiché queste vibrazioni assorbono energia che sarebbe stata utilizzata per il movimento. Il momento, tuttavia, è sempre conservato in collisioni sia elastiche che anelastiche.