WikiSysop: ١ مراجعة: فيزياء

2010-11-12T22:01:40Z

١ مراجعة: فيزياء

صفحة جديدة

'''تشتت تومسون ''' في [[الفيزياء]] (بالإنجليزية: Thomson scattering) تشتت مرن [[فوتون|للفوتونات]] عند اصتدامها [[جسيم أولي| بجسيمات أولية مشحونة]] ، مثل الإلكترونات الحرة أو شبه الحرة (أي ليست مرتبطة [[ذرة|بذرات]]. أكتشف تلك الظاهرة العالم الفيزيائي جوزيف تومسون .

عندما تقع جسيمات أولية مشحونة تحت تأثير [[موجة كهرومغناطيسية ]] فإنها يبدأ في الاهتزاز في نفس مستوي [[المجال الكهربي]] . ونظرا لأان هذا الهتزاز عبارة عن حركة [[عجلة|معجلة ]] فإن الجسيمات تشع في نفس الوقت طاقة في هيئة موجة كهرومغناطيسية لها نفس [[تردد]] الشعاع الساقط . وعندئذ يمكن القول أن الشعاع الساقط يتشتت على الجسيم .

ويتم تشتت تومسون بدون رد فعل ، أي بدون انتقال لطاقة من الفوتون الساقط وبين [[الإلكترون]] . ويتم ذلك النوع من التشتت عندما تكون طاقة الشعاع الساقط صغيرة ، أي أن تكون [[طول الموجة]] [[موجة كهرومغناطيسية |للموجة الكهرومغناطيسية]] أكبر كثيرا من [[نصف قطر ]] الذرة (مثل [[الأشعة السينية ]]الضعيفة الطاقة).

أما إذا قصرت [[طول الموجة |طول موجة ]] الشعاع الساقط ، أي تكون طاقته عالية ، فإن التشتت (أو التصادم) على الإلكترون يحدث حركة عكسية للإلكترون يجب أخذه في الحسبان ، ويسمى ذلك النوع من التشتت [[تأثير كومبتون|تشتت كومبتون]] وهو يحدث [[أشعة إكس|لأشعة أكس ]] و [[أشعة جاما]] عند تشتتها على الإلكترونات.

==معادلات التشتت==
[[ملف:Thomson scattering geometry.png|left| 250px| thumb]]

يمكن تقسيم المجال المغناطيسي للشعاع الساقط إلى متجهين ، أحدهما في نفس مستوى الشعاع الساقط والرؤية (وهو مستوي الصفحة) ، والآخر عمودي عليه . ونسمي تلك المتجهات التي تقع في مستوي الصفحة بالمتجهات "الشعاعية" ، و العمودية عليها المتجهات "العرضية" ، حيث يظهروا بهذا الشكل للمشاهد.

ويبين الشكل التشتت في مستوي الرؤية . ويبين المتجه الشعاعي [[مجال كهربي|للمجال الكهربي]] الساقط والذي يتسبب في حركة الجسيم المشحون الموجود في نقطة الاصتدام . ويمكن اثبات أن [[مطال]] [[موجة|الموجة]] المشاهدة يتناسب مع [[جيب تمام]] χ ، حيث χ هي الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع المشاهد.

وشدة الشعاع ، والتي تحسب بمربع المطال ، تقل متناسبة مع مربع جيب تمام الزاوية ( cos2(χ. على مستوي الصفحة . كما يمكن إثبات أن المتجهات العرضية (العمودية على مستوي الصفحة ) لن تتأثر بل تبقى ثابتة.

ويمكن وصف التشتت بمعامل إصدار ، والذي تعرف بالمعامل ε حيث ε dt dV dΩ dλ هي الطاقة المشتتة من وحدة الحجوم <math>dV </math> خلال الفترة الزمنية dt في الزاوية الصلبة dΩ
بين [[طول الموجة]] λ و λ+dλ .

ومن وجهة رؤية المشاهد فيوجد معاملان للإصدار ، أولهما εr وهو يؤول إلى الضوء [[استقطاب|المستقطب]] "شعاعي" والآخر εt يؤول إلى الضوء المستقطب "عرضيا". وفي حالة الضوء الساقط الغير مستقطب ، فيعطى المعاملان بالمعادلتين :

: <math>
\epsilon_t = \frac{\pi \sigma }{2}~I\,n
</math>

:و <math>
\epsilon_r = \frac{\pi \sigma }{2}~I\,n\,\cos^2(\chi)
</math>

حيث:

: n [[كثافة]] الجسيمات المشحونة عند نقطة التشتت

: I الفيض الساقط (ووحدته : طاقة/ثانية/ سنتيمتر مربع / طول الموجة ) ،

σ هي [[مقطع تصادم (فيزياء) |مقطع التصادم ]] التفاضلي للجسيمات المشحونة (وتعريفها: مساحة/[[زاوية صلبة]])

وهي تساوي:

: <math>
\sigma \equiv \left(\frac{q^2}{mc^2}\right)^2=\left(\frac{q^2}{4\pi\epsilon_0mc^2}\right)^2
</math>

حيث أن جزء المعادلة الأول بوحدات [[نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية ]] ، أما الجزء الثاني من المعادلة فهو [[ نظام الوحدات الدولي|بوحدات النظام الدولي]]
SI :

: q شحنة الجسيم ،

: m [[كتلة]] الجسيم ,

: <math>\epsilon_0</math> [[سماحية|ثابت سماحية الفراغ]]

: c [[سرعة الضوء ]] في الفراغ .

ويلاحظ هنا أن ذلك هو مربع [[نصف القطر التقليدي للإلكترون|نصف القطر التقليدي لجسيم]] كتلته mوشحنته q.

وعلى سبيل المثال ، في حالة [[الإلكترون]] يكون '''مقطع التصادم التفاضلي''' له :

:<math>
\sigma = \left(\frac{ \alpha \lambda_e }{2\pi} \right)^2 = \left( \frac{\alpha \hbar}{m_e c} \right)^2
</math>

:{|cellpadding="2" style="border:2px solid #ccccff"
|<math>\sigma = \left( \frac{\alpha \hbar}{m_e c} \right)^2</math>
|}

:<math>
\sigma = 7.9407875\ldots\times 10^{-26}~\textrm{cm}^2
</math>

حيث:

<math>\lambda_e</math> [[طول موجة كومبتون ]] للإلكترون .

ويمكن تعيين الطاقة الكلية الصادرة عن طريق إجراء التكامل على مجموع معاملي الإصدار في جميع الاتجاهات ، فنحصل على :

:<math>\int_0^{2\pi}d\phi \int_0^\pi d\chi \left(\epsilon_t+\epsilon_r\right) \sin \chi
= I\,\sigma_T\,n
</math>

حيث:

: σT مقطع الاصتدام الكلي .

*(معنى مقطع تصادم : إذا تخيلنا أننا سنقوم بقذف بعض حبوب القمح على كرة تنس . فيكون مقطع التصادم لكرة التنس هو مساحة مقطعها (ووحدتها : سنتيمتر مربع ) ، تلك المساحة تستخدم أيضا في [[فيزياء الجسيمات ]] و [[فيزياء نووية|الفزياء النووية]] للتعبير عن [[مقطع تصادم (فيزياء) ]] أو "[[مقطع نووي]] " عند تصادم "[[نواة الذرة]] " مع فيض أشعة أو [[جسيم أولي|جسيمات]] مثل [[الإلكترونات]] أو [[النيوترون |النيوترونات]] . مع ملاحظة أن [[مقطع نووي| مقطع التصادم ]] الحقيقي للنواة يختلف كثيرا عن المقطع الهندسي لها ).

*(معنى مقطع التصادم التفاضلي : عند تصادم جسيمات مع إحدة الذرات تنتشر الجسيمات المشتتة حول النواة في جميع الاتجاهات ، وقد يكون انتشارها متساويا في جميع الاتجاهات ، أو يكون انتشارها غير متساويا عند زوايا معينة ، والمقطع التفاضلي يأخذ توزيع الجسيمات المشتتة على جميع الزوايا في الحسبان.)

== اقرأ أيضا ==
* [[تأثير كومبتون|تشتت كومبتون]]
* [[حيود براج]]
* [[حيود النيوترونات]]
* [[مثنوية جسيم-موجة]]
* [[قانون براج]]
* [[حيود]]
* [[مقطع تصادم (فيزياء)]]
* [[مقطع نووي]]

{{بذرة فيزياء}}

[[تصنيف:فيزياء]]
[[تصنيف:فيزياء الجسيمات]]

[[en:Thomson scattering]]
[[de:Thomson-Streuung]]

[[ca:Difusió Thomson]]
[[fa:پراکندگی تامسون]]
[[fi:Thomsonin sironta]]
[[fr:Diffusion Thomson]]
[[it:Scattering Thomson]]
[[ru:Томсоновское рассеяние]]
[[sv:Thomsonspridning]]
[[uk:Томсонівське розсіювання]]
[[zh:汤姆孙散射]]

تشتت تومسون - تاريخ المراجعة

WikiSysop: ١ مراجعة: فيزياء