簡(jiǎn)介

散射理論是一套研究粒子和波的散射過程的理論框架。

術(shù)語約定

入射粒子稱為“彈”，靶粒子稱為“靶”。通常情況下，靶隱含初始狀態(tài)0動(dòng)量假設(shè)。

分類

單散射和多重散射

根據(jù)靶數(shù)量可以將散射過程分為單散射和多重散射，本文中如無特別說明都默認(rèn)討論單散射。

彈性散射與非彈性散射

根據(jù)散射過程能量是否有其他形式的轉(zhuǎn)化可以將散射過程分為彈性散射與非彈性散射。

各領(lǐng)域中的散射過程

光學(xué)（經(jīng)典電磁學(xué)）

瑞利（Rayleigh）散射

現(xiàn)象：入射光被比其小很多的顆粒（單個(gè)原子或分子）散射。在透明的固體和液體都會(huì)發(fā)生，而在氣體中最為顯著
本質(zhì)：光子與物質(zhì)分子或原子的彈性散射。
發(fā)現(xiàn)：1871年Rayleigh勛爵John William Strutt發(fā)表了兩篇關(guān)于天光顏色和偏振的文章量化解釋Tyndall效應(yīng)。
應(yīng)用：用來解釋天空是藍(lán)色的和朝霞與晚霞是紅橙色的。

拉曼（Raman）散射

現(xiàn)象：一定頻率的(激)光照射到樣品表面時(shí)，物質(zhì)中的分子吸收部分能量，被激發(fā)到更高的振動(dòng)模式，然后散射出與入射光頻率不同（通常頻率變低）的光。
本質(zhì)：光子與物質(zhì)分子或原子的非彈性散射。
發(fā)現(xiàn)：1923年A. Smekal預(yù)言，1928年由C. V. Raman & K. S. Krishnan在液體中，G. Landsberg & L. Mandelstam在固體中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)。
分類： 1）拉曼散射可細(xì)分為斯托克斯（Stokes）散射（入射光頻率高于出射光），和非斯托克斯（anti-Stokes）散射（入射光頻率低于出射光）。2）還可分為自發(fā)（spontaneous）拉曼散射和受激（stimulated）拉曼散射。
應(yīng)用：1）拉曼(光)放大器。2）拉曼激光。

湯姆孫（Thomson）散射

現(xiàn)象：經(jīng)典電磁理論中，低頻電磁輻射與帶電粒子發(fā)生彈性散射。光子能量遠(yuǎn)小于帶電粒子的質(zhì)量或者光的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于粒子的康普頓波長(zhǎng)。
本質(zhì)：光子與帶電粒子的彈性散射，康普頓散射的低能極限，二者均可由克萊因-仁科（Klein-Nishina）公式推出。
發(fā)現(xiàn)：首先由J. J. Thomson解釋。
分類：無。
應(yīng)用：1）宇宙微波背景輻射的線性偏振。2）K冕（來自光球?qū)拥目梢姽庠谌彰嶂斜坏入x子體吸收，由強(qiáng)的多普勒致寬的擴(kuò)散，被反射的光球?qū)游站€完全被遮蔽掉，而產(chǎn)生的沒有吸收譜線的連續(xù)譜）。3）托卡馬克中對(duì)電子溫度的測(cè)量。4）逆康普頓散射可以看作是相對(duì)論性粒子在自身參考系下的湯姆孫散射。5）X射線晶體學(xué)。

核物理

盧瑟福（Rutherford）散射

粒子物理（量子場(chǎng)論）

康普頓（Compton）散射

現(xiàn)象：高能光子（X-射線或射線）與帶電粒子（通常是電子）相互作用因失去能量而導(dǎo)致波長(zhǎng)變長(zhǎng)的現(xiàn)象。
本質(zhì)：光子與帶電粒子的非彈性散射。
發(fā)現(xiàn)：1923年由A. H. Compton發(fā)現(xiàn)。
分類： 一般情況下，康普頓散射指高能光子經(jīng)過散射后能量降低的過程；如果散射光子能量高于入射光子，則成為逆康普頓散射。此外，還有磁康普頓散射。
應(yīng)用：1）[Compton] 放射治療。2）探測(cè)動(dòng)量表象下物質(zhì)中電子的波函數(shù)。3）光譜學(xué)中的Compton 4）[逆Compton] Sunyaev-Zel'dovich效應(yīng)。5）

穆勒（M?ller）散射

現(xiàn)象：。
本質(zhì)：電子與電子散射。
發(fā)現(xiàn)：。
分類：

巴巴（Bhabha）散射

現(xiàn)象：。
本質(zhì)：電子與正電子散射。
發(fā)現(xiàn)：。
分類：

凝聚態(tài)物理

布拉格（Bragg）散射

總結(jié)：（不局限于散射，此時(shí)不定義靶）