Klíčový rozdíl mezi Comptonovým rozptylem a Thomsonovým rozptylem je ten, že Comptonův rozptyl je druh nepružného rozptylu, zatímco Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu.
Stručně řečeno, Comptonův rozptyl lze definovat jako rozptyl fotonu při interakci s nabitou částicí, jako je elektron. Mezitím Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu elektromagnetického záření v přítomnosti volné nabité částice.
Co je Compton Scattering?
Comptonový rozptyl je rozptyl fotonu při interakci s nabitou částicí, jako je elektron. Tento jev objevil Arthur Holly Compton. Můžeme to nazvat Comptonovým efektem, pokud tento proces vyústí v pokles energie fotonu. Během Comptonova rozptylu se část energie fotonu přenese na zpětný elektron. Naproti tomu inverzní Comptonův rozptyl nastává při přenosu části energie nabité částice na foton.
Obrázek 01: Proces Comptonova rozptylového experimentu
Navíc Comptonův rozptyl je druh nepružného rozptylu světla. K tomu dochází prostřednictvím volně nabité částice takovým způsobem, že rozptýlené světlo se liší od dopadajícího záření. Změnu vlnové délky světla můžeme nazvat Comptonovým posunem.
Kromě toho je Comptonův rozptyl jedním ze čtyř konkurenčních procesů, ke kterým může dojít, když fotony interagují s hmotou. Dalšími třemi procesy jsou fotoelektrický jev, tvorba páru a fotodezintegrace. Mezi nimi je Comptonův rozptyl nejvýznamnější interakcí v intervenující energetické oblasti.
Co je Thomson Scattering?
Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu elektromagnetického záření v přítomnosti volně nabité částice. Tento jev lze popsat klasickým elektromagnetismem. Thomsonův rozptyl lze popsat jako nízkoenergetickou mez Comptonova rozptylu. Tato spodní hranice je však dostupná, když je energie fotonu menší než hmotnostní energie částice.
Obrázek 02: Interakce lehké hmoty
Když vezmeme v úvahu limit nízké energie, elektrické pole dopadající vlny může urychlit nabitou částici, což způsobí, že emituje záření o stejné frekvenci jako dopadající vlna. Proto se vlna rozptýlí. Thomsonův rozptyl poprvé popsal J. J. Thomson.
Kosmické mikrovlnné pozadí je příkladem Thomsonova rozptylu. Obsahuje malou lineárně polarizovanou složku, která je připisována Thomsonovu rozptylu. Sluneční K-korona je navíc výsledkem Thomsonova rozptylu slunečního záření ze slunečních koronálních elektronů.
Jaký je rozdíl mezi Comptonovým rozptylem a Thomsonovým rozptylem?
Comptonův rozptyl a Thomsonův rozptyl jsou dva typy procesů rozptylu světla. Klíčový rozdíl mezi Comptonovým rozptylem a Thomsonovým rozptylem je v tom, že Comptonův rozptyl je druh nepružného rozptylu, zatímco Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi Comptonovým rozptylem a Thomsonovým rozptylem ve formě tabulky pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Compton Scattering vs Thomson Scattering
Comptonový rozptyl je rozptyl fotonu při interakci s nabitou částicí, jako je elektron. Zatímco Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu elektromagnetického záření v přítomnosti volně nabité částice. Klíčový rozdíl mezi Comptonovým rozptylem a Thomsonovým rozptylem je tedy ten, že Comptonův rozptyl je druh nepružného rozptylu, zatímco Thomsonův rozptyl je druh elastického rozptylu.
