Espalhamento coerente:uma interação suave

A dispersão coerente é um processo fundamental na física, onde um fóton interage com a matéria sem perder energia. Imagine uma colisão perfeitamente elástica entre uma bola de bilhar e uma parede. A bola se afasta, mudando de direção, mas mantendo sua energia original. Da mesma forma, na dispersão coerente, o fóton muda de direção (é disperso), mas não perde energia.

Aqui está um colapso:

O que acontece:

* fóton em: Um fóton (um pacote de energia luminosa) se aproxima de um átomo ou molécula.
* sem perda de energia: O fóton interage com o átomo ou molécula, fazendo com que ele oscilasse. Essa oscilação, por sua vez, ressalta o fóton.
* Photon Out: O fóton sai com a mesma energia, mas em uma direção diferente.

Por que é chamado de coerente:

O termo "coerente" refere -se ao fato de que o fóton disperso mantém sua fase e frequência originais. Isso significa que as características das ondas (amplitude e fase) dos fótons que recebem e saída são essencialmente idênticos.

Tipos de espalhamento coerente:

* espalhamento Rayleigh: Este é o tipo mais comum, predominante na dispersão por partículas muito menores que o comprimento de onda da luz. Pense no céu azul - é devido à dispersão de Rayleigh da luz solar por moléculas de ar.
* thomson espalhamento: Esse tipo ocorre quando os fótons interagem com elétrons livres, fazendo com que eles acelerem e irradiem ondas eletromagnéticas. É importante na astrofísica, explicando a dispersão de raios-X pelo gás interestelar.
* mie espalhando: Isso envolve a dispersão por partículas comparáveis ​​em tamanho ao comprimento de onda da luz, levando a padrões de dispersão mais complexos. É responsável pelas cores do pôr do sol e halos ao redor do sol ou da lua.

Aplicações de espalhamento coerente:

* difração de raios-X: Usado para determinar a estrutura de cristais e moléculas.
* espalhamento de luz: Usado para estudar o tamanho e a forma das partículas em líquidos ou gases.
* Pesquisa atmosférica: Ajuda a entender como a luz interage com a atmosfera.
* Imagem médica: Usado em técnicas como imagem de raios-X e tomografia computadorizada (tomografia computadorizada).

Em essência, a dispersão coerente é uma interação não destrutiva entre luz e matéria. Ele desempenha um papel crucial em nossa compreensão de vários fenômenos, variando da cor do céu à estrutura do DNA.