トムソン散乱(読み)トムソンさんらん(英語表記)Thomson scattering

法則の辞典の解説

自由な電子(および他の荷電粒子)による電磁放射の散乱.荷電粒子が入射電磁波により加速されてエネルギーを得,これを全方向へと放射する.この散乱の全強度は,電子の場合,下の式で与えられる.

I/I0 のことを散乱係数という.可視光線領域ではあまり重要性をもたないが,X線領域ではこの散乱の寄与はかなり著しくなる.

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

長波長の光の自由電子による散乱。イギリスの物理学者J・J・トムソンが1910年に理論を提起した。電子の静止質量に比して十分小さいエネルギーの光(偏りがないとする)が電子によって散乱される場合、散乱の全断面積は、半径が電子の古典半径(r0e/mec)である円の面積の3分の2という、エネルギーによらない一定の値となる。トムソン散乱は、長波長の光が荷電粒子によって散乱を受ける場合の特徴で、一般には電子による散乱に比して、荷電対質量の比の2乗倍の全断面積となり、荷電が大きいほど、また質量が小さいほど大きい。光のエネルギーが大きい一般の場合にはコンプトン散乱とよばれ、それを記述するクライン‐仁科(にしな)の式が用いられる。トムソン散乱は、コンプトン散乱の低エネルギー(長波長)極限にあたる。

[玉垣良三・植松恒夫]

出典 小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について 情報 | 凡例

化学辞典 第2版の解説

X線が物質にあたったとき生じる散乱には,入射X線と同じ波長をもつ干渉性散乱コンプトン散乱のような非干渉性散乱とがある.前者は,J.J. Thomsonによる古典理論(1898年)で説明されるので,トムソン散乱とよばれる.この理論は,入射X線の電磁波により物質中の電子に強制振動が誘起され,これが二次的にふたたびX線を放射するとする考えによっている.この理論によれば,1個の自由電子(質量m,電荷e)による散乱X線の強度Iは,入射X線の強度を I0 としたとき,

で与えられる(rは観測点と電子との距離,cは光速度,は入射方向と散乱方向とのなす角).ここで,( )内の第1項は電気ベクトルが入射線と散乱線を含む面に垂直な成分に対応し,第2項は面内の成分に対応する.したがって,トムソン散乱を受けた散乱線は,散乱角に依存した偏りをもつ.1個の原子による散乱を求めるには,その原子のもつ各電子からの散乱を,位相を考えに入れて重ね合わせる.

出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報

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