Streuung (Physik)
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Unter Streuung versteht man in der Physik allgemein die Ablenkung eines Objekts durch Wechselwirkung mit einem lokalen anderen Objekt (Streuzentrum). Beispiele sind die Streuung von Licht an Atomen oder Feinstaub, oder von Elektronen an anderen Elektronen.
Die Stärke einer Streuung wird durch den so genannten Streuquerschnitt angegeben. Der Name kommt daher, dass der Streuquerschnitt bei klassischer Streuung von Massepunkten an einer harten Kugel gerade gleich dem Querschnitt der Kugel ist.
Man unterscheidet zwischen elastischer und inelastischer Streuung. Bei elastischer Streuung ist die Summe der kinetischen Energien nach den Stoß gleich groß wie vorher, während sie sich bei inelastischen Streuungen ändert.
Die theoretische Beschreibung von Streuungen ist Aufgabe der Streutheorie.
Streuexperimente geben Aufschluss über die Form des Wechselwirkungspotentials. So zeigte Ernest Rutherford anhand der Streuung von Alphateilchen an Atomen, dass die Atome aus einem schweren, positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Atomhülle bestehen. Auch die Experimente der Hochenergiephysik sind ausnahmslos Streuexperimente.
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Spezialfälle der Streuung
Elektromagnetische Welle - Elementarteilchen
- Thomson-Streuung: elastische elektromagnetische Streuung an (quasi)freien Elektronen.
- Compton-Streuung: Wie Thomson-Streuung, aber inelastisch, d.h. mit Übertragung von Energie.
Elektromagnetische Welle - Materie
- Rayleigh-Streuung: elastische (keine Energieübertragung) elektromagnetische Streuung an Objekten, die kleiner sind als deren Wellenlänge, auch Dipol-Streuung.
- Raman-Streuung: inelastische Streuung an Atomen, Molekülen oder Festkörpern.
- Mie-Streuung: Elektromagnetische Streuung an Objekten in der Größenordung der Wellenlänge, auch Lorenz-Mie-Streuung, benannt nach dem deutschen Physiker Gustav Mie (1868-1957) und dem dänischen Physiker Ludvig Lorenz (1829-1891).
Materie - Materie
- Rutherford-Streuung: Alphateilchen an Festkörper
- Neutronenstreuung: Neutron an Festkörper
- Elektronenbeugung: Elektron an Festkörper
Literatur
- Gustav Mie: Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metallösungen. Annalen der Physik, Vierte Folge, Band 25, 1908, No. 3, S. 377-445.
- Ludvig Lorenz: Lysbevaegelsen i og uden for en af plane Lysbolger belyst Kugle. Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskabs Skrifter, 6. Raekke, 6. Bind, 1890,1, p 1-62.
- Ludvig Lorenz: Sur la lumière réfléchie et réfractée par une sphère (surface) transparente. in Œuvres scientifiques de L. Lorenz. revues et annotées par H. Valentiner. Tome Premier, Libraire Lehmann & Stage, Copenhague, 1898, p 403-529.
Siehe auch: Beugung, Mittlere freie Weglänge, Lichtverschmutzung, Streuzeit
