質問: コンプトン散乱は弾性散乱? コンプトン散乱について調べていると、弾性散乱と記載されていたり、非弾性散乱と記載されていたりして混乱してしまいました。どなたかわかる方がおられればご教授下さい。 自分なりに考えた結果、電子の結合エネルギーが無視できるほど小さい場合は弾性散乱、そうでない場合は非弾性散乱になり、弾性の場合も非弾性の場合もあるのかなと思っていますが、これで合っているのでしょうか?
回答: コンプトン散乱の場合、入射するx線と散乱されたx線を比較すると波長が変化していますのでx線に注目する場合には非弾性散乱としています。 同じx線の散乱でも、トムソン散乱のように波長が変わらない散乱は弾性散乱と呼ばれます。 電子が束縛されているエネルギーが小さい場合でも、はじき出される電子が持つエネルギーが大きいとx線の波長は大きく変わりますのでこの場合は非弾性散乱として取り扱わないといけません。 別の見方をすると、通常の物と物との衝突において、弾性衝突とは運動エネルギーの和が保存されますが、非弾性衝突では運動エネルギーの和が保存されません。(物質の変形や熱の形に運動エネルギーが変換されるため) このロジックで行けば、コンプトン散乱はエネルギーが保存されているため"弾性"衝突とみなせます。そういう意味で弾性・非弾性を使い分けている場合もあります。