Nøgleforskellen mellem Compton-spredning og Thomson-spredning er, at Compton-spredning er en type uelastisk spredning, hvorimod Thomson-spredning er en form for elastisk spredning.
Kort fort alt kan Compton-spredning defineres som spredning af en foton ved interaktion med en ladet partikel, såsom en elektron. I mellemtiden er Thomson-spredning en type elastisk spredning af elektromagnetisk stråling i nærværelse af en fri ladet partikel.
Hvad er Compton-spredning?
Compton-spredning er spredning af en foton ved interaktion med en ladet partikel, såsom en elektron. Dette fænomen blev opdaget af Arthur Holly Compton. Vi kan kalde det Compton-effekten, hvis denne proces resulterer i et fald i fotonens energi. Under Compton-spredning overføres en del af fotonens energi til den rekylende elektron. I modsætning hertil opstår omvendt Compton-spredning ved overførsel af en del af energien fra en ladet partikel til en foton.
Figur 01: Processen med Compton-spredningseksperimentet
Desuden er Compton-spredning en form for uelastisk spredning af lys. Dette sker gennem en frit ladet partikel på en sådan måde, at det spredte lys er forskelligt fra den indfaldende stråling. Vi kan kalde ændringen af lysets bølgelængde Compton-skift.
Yderligere er Compton-spredningen en af fire konkurrerende processer, der kan ske, når fotoner interagerer med stof. De andre tre processer er fotoelektrisk effekt, parproduktion og fotodisintegration. Blandt dem er Compton-spredning den mest betydningsfulde interaktion i den mellemliggende energiregion.
Hvad er Thomson-spredning?
Thomson-spredning er en form for elastisk spredning af elektromagnetisk stråling i nærværelse af en frit ladet partikel. Dette fænomen kan beskrives ved klassisk elektromagnetisme. Thomson-spredning kan beskrives som lavenergigrænsen for Compton-spredning. Denne nedre grænse er dog tilgængelig, når fotonenergien er mindre end partiklens masseenergi.
Figur 02: Interaktioner med let stof
Desuden, når man overvejer lavenergigrænsen, kan det elektriske felt i den indfaldende bølge accelerere den ladede partikel, hvilket får den til at udsende stråling med samme frekvens som den indfaldende bølge. Derfor bliver bølgen spredt. Thomson-spredning blev først beskrevet af J. J. Thomson.
Kosmisk mikrobølgebaggrund er et eksempel på en Thomson-spredning. Den indeholder en lille lineært polariseret komponent, der tilskrives Thomson-spredning. Desuden er sol-K-corona et resultat af Thomson-spredningen af solstråling fra sol-koronale elektroner.
Hvad er forskellen mellem Compton-spredning og Thomson-spredning?
Compton-spredning og Thomson-spredning er to typer lysspredningsprocesser. Den vigtigste forskel mellem Compton-spredning og Thomson-spredning er, at Compton-spredning er en type uelastisk spredning, hvorimod Thomson-spredning er en form for elastisk spredning.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem Compton-spredning og Thomson-spredning i tabelform til sammenligning side om side.
Opsummering – Compton Scattering vs Thomson Scattering
Compton-spredning er spredningen af en foton ved interaktion med en ladet partikel, såsom en elektron. Hvorimod Thomson-spredning er en type elastisk spredning af elektromagnetisk stråling i nærværelse af en fri-ladet partikel. Så den vigtigste forskel mellem Compton-spredning og Thomson-spredning er, at Compton-spredning er en type uelastisk spredning, hvorimod Thomson-spredning er en form for elastisk spredning.
