Wat is elastische verstrooiing?

Elastische verstrooiing treedt op wanneer twee of meer deeltjes botsen zonder enig verlies van energie. Dit betekent dat hoewel de richtingen van de deeltjes kunnen veranderen, de totale kinetische energie van het systeem of bewegingsergie altijd wordt geconserveerd. De term elastische verstrooiing wordt meestal gebruikt in deeltjesfysica, wat de studie is van microscopische deeltjes, maar een elastische botsing kan ook plaatsvinden tussen macroscopische objecten. Een inelastische botsing treedt op wanneer energie verloren gaat tijdens de botsing.

De term elastische verstrooiing komt van verstrooiingstheorie, een reeks regels en vergelijkingen die beschrijven hoe deeltjes en golven op elkaar inwerken. In de macroscopische wereld, wanneer twee objecten botsen, is het meestal door een fysieke botsing. In deeltjesfysica kunnen de objecten echter botsen door andere krachten, waaronder elektromagnetische botsingen. Een elastische botsing kan optreden tussen alle objecten en in elk type botsing.

Elastische verstrooiing is erg belangrijk in deeltjesfysica. Wanneer elektronen bijvoorbeeld botsen met andere deeltjes, is de botsing elastisch omdat er geen energie verloren gaat. Dit staat bekend als Rutherford -verstrooiing en is een fenomeen dat heeft geleid tot de ontdekking van de structuur van het atoom.

In de macroscopische of fysieke wereld is het uitzonderlijk onwaarschijnlijk dat er een echte elastische botsing tussen twee grote objecten optrad. Dit komt door omliggende krachten, evenals de trillingen die plaatsvinden in grote objecten. Er zijn echter enkele situaties waarin een botsing kan worden benaderd als elastisch. Dit is nuttig omdat het de voorspelde snelheid en richting van twee objecten mogelijk maakt na een botsing die wordt geschat met behulp van eenvoudigere methoden.

Een veel voorkomend voorbeeld van elastische verstrooiing in de fysieke wereld is de botsing van twee biljartballen. Hoewel een kleine hoeveelheid energie verloren gaat in deze botsing als gevolg van wrijving, is dit klein genoeg om te verwaarlozen te zijn. WanneerTwee biljartballen botsen, de tweede bal wint bijna precies de hoeveelheid energie die de eerste bal verliest, dus de totale kinetische energie van het systeem is behouden.

Inelastische verstrooiing treedt op wanneer de totale energie van de twee of meer botsende objecten niet is behouden. In botsingen tussen echte objecten komen inelastische botsingen veel vaker voor. Dit is voornamelijk te wijten aan de extra trillingen die zullen optreden wanneer een groot object botst met een ander, omdat deze trillingen energie nemen die zou zijn gebruikt voor beweging. Momentum wordt echter altijd geconserveerd in zowel elastische als niet -elastische botsingen.