Ce este împrăștierea elastică?

Imprăștirea elastică are loc atunci când două sau mai multe particule se ciocnesc fără nicio pierdere de energie. Aceasta înseamnă că, în timp ce direcțiile particulelor se pot schimba, energia cinetică totală a sistemului, sau energia de mișcare, este întotdeauna conservată. Termenul de împrăștiere elastică este folosit în mod obișnuit în fizica particulelor, care este studiul particulelor microscopice, dar o coliziune elastică poate avea loc și între obiecte macroscopice. O coliziune neelastică are loc atunci când se pierde energie în timpul coliziunii.

Termenul de împrăștiere elastică provine din teoria împrăștierii, care este un set de reguli și ecuații care descriu modul în care particulele și undele interacționează. În lumea macroscopică, atunci când două obiecte se ciocnesc este de obicei printr-o coliziune fizică. În fizica particulelor, totuși, obiectele se pot ciocni prin alte forțe, inclusiv coliziuni electromagnetice. O coliziune elastică poate apărea între orice obiect și în orice tip de coliziune.

Imprăștirea elastică este foarte importantă în fizica particulelor. Când electronii se ciocnesc cu alte particule, de exemplu, ciocnirea este elastică, deoarece nu se pierde energie. Aceasta este cunoscută sub numele de împrăștiere Rutherford și este un fenomen care a dus la descoperirea structurii atomului.

În lumea macroscopică sau fizică, este excepțional de puțin probabil să aibă loc o adevărată coliziune elastică între două obiecte mari. Acest lucru se datorează forțelor din jur, precum și vibrațiilor care apar în interiorul obiectelor mari. Există totuși unele situații în care o coliziune poate fi aproximată ca elastică. Acest lucru este util deoarece permite estimarea vitezei și direcției a două obiecte după o coliziune folosind metode mai simple.

Un exemplu comun de împrăștiere elastică în lumea fizică este ciocnirea a două bile de biliard. Deși o cantitate mică de energie se va pierde în această coliziune din cauza frecării, aceasta este suficient de mică pentru a fi neglijabilă. Când două bile de biliard se ciocnesc, a doua bilă câștigă aproape exact cantitatea de energie pe care o pierde prima bilă, astfel încât energia cinetică totală a sistemului este conservată.

Imprăștirea inelastică are loc atunci când energia totală a celor două sau mai multe obiecte care se ciocnesc nu este conservată. În ciocnirile dintre obiecte din lumea reală, coliziunile inelastice sunt mult mai frecvente. Acest lucru se datorează în principal vibrațiilor suplimentare care vor apărea atunci când un obiect mare se ciocnește de altul, deoarece aceste vibrații preiau energie care ar fi fost folosită pentru mișcare. Momentul, totuși, este întotdeauna conservat atât în ​​ciocnirile elastice, cât și în cele inelastice.