Kas yra elastinis sklaidymas?

Elastinė sklaida atsiranda tada, kai susiduria dvi ar daugiau dalelių neprarandant energijos. Tai reiškia, kad nors dalelių kryptys gali keistis, visa sistemos kinetinė energija arba judėjimo energija visada išsaugoma. Terminas elastinis sklaidymas paprastai vartojamas dalelių fizikoje, kuri yra mikroskopinių dalelių tyrimas, tačiau elastingas susidūrimas taip pat gali įvykti tarp makroskopinių objektų. Neelastingas susidūrimas įvyksta tada, kai susidūrimo metu prarandama energija.

Terminas elastinis sklaida kilęs iš sklaidos teorijos, kuri yra taisyklių ir lygčių rinkinys, apibūdinantis, kaip dalelės ir bangos sąveikauja. Makroskopiniame pasaulyje, kai susiduria du objektai, paprastai tai vyksta fizinio susidūrimo metu. Tačiau dalelių fizikoje objektai gali susidurti dėl kitų jėgų, įskaitant elektromagnetinius susidūrimus. Tamprus susidūrimas gali įvykti tarp bet kokių objektų ir bet kokio tipo susidūrimo metu.

Elastinė sklaida yra labai svarbi dalelių fizikoje. Pavyzdžiui, kai elektronai susiduria su kitomis dalelėmis, susidūrimas yra elastingas, nes energija neprarandama. Tai žinoma kaip Rutherfordo sklaida ir yra reiškinys, dėl kurio buvo atrasta atomo struktūra.

Makroskopiniame ar fiziniame pasaulyje labai mažai tikėtina, kad tarp dviejų didelių objektų įvyks tikras elastingas susidūrimas. Taip yra dėl aplinkinių jėgų, taip pat dėl ​​vibracijos, atsirandančios didelių objektų viduje. Tačiau yra tam tikrų situacijų, kai susidūrimas gali būti apytiksliai laikomas elastingu. Tai naudinga, nes leidžia paprastesniais metodais įvertinti numatomą dviejų objektų greitį ir kryptį po susidūrimo.

Dažnas tamprios sklaidos pavyzdys fiziniame pasaulyje yra dviejų biliardo kamuoliukų susidūrimas. Nors šio susidūrimo metu dėl trinties bus prarasta nedaug energijos, tai pakankamai maža, kad būtų nereikšminga. Kai susiduria du biliardo rutuliai, antrasis rutulys įgyja beveik lygiai tiek energijos, kiek praranda pirmasis rutulys, todėl išsaugoma bendra kinetinė sistemos energija.

Neelastinga sklaida atsiranda, kai neišsaugoma bendra dviejų ar daugiau susidūrusių objektų energija. Realaus pasaulio objektų susidūrimų metu neelastingi susidūrimai yra daug dažnesni. Taip yra daugiausia dėl papildomų vibracijų, kurios atsiras dideliam objektui susidūrus su kitu, nes šios vibracijos pasiima energiją, kuri būtų panaudota judėjimui. Tačiau impulsas visada išsaugomas tiek elastingų, tiek neelastinių susidūrimų metu.