
【電】 resonance scattering
resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration
scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering
定義
共振散射是一種光與物質相互作用的物理現象,指入射光的頻率與介質中原子或分子的特定能級躍遷頻率高度匹配時,散射強度顯著增強的過程。其英文術語 "Resonance Scattering" 強調入射光子能量與粒子固有能級共振的條件性。
物理機制
當入射光子能量($E = h u$)等于原子基态與激發态之間的能級差($Delta E$)時,粒子吸收光子後躍遷至激發态,并在極短時間内($sim 10^{-8}$秒)退激釋放光子,産生散射。
共振條件下散射截面可擴大 $10$–$10$ 倍(非共振散射的 $10^{-28} text{m}$ 對比共振散射的 $10^{-24} text{m}$),導緻散射光強顯著提升。
相幹共振散射中,入射光與再發射光相位關聯,可能産生量子幹涉條紋(如原子蒸氣中的夫琅禾費譜線增強)。
應用領域
權威參考來源
(注:因未搜索到具體網頁,參考文獻僅标注經典著作及期刊,未提供鍊接)
共振散射是物理學中結合了共振現象與散射過程的一種相互作用機制,主要分為光散射和粒子散射兩種類型。以下是詳細解釋:
共振與散射的結合
當入射波(如光波、粒子流)的頻率與散射系統的固有頻率匹配時,系統吸收能量并産生共振,導緻散射強度顯著增強。這種現象被稱為共振散射。
光散射中的共振增強
在光散射中,若入射光波長接近分子吸收帶,電子因共振效應劇烈吸收能量并再次散射,形成共振瑞利散射(RLS)。此時散射強度遠超普通瑞利散射,且與分子結構密切相關。
粒子散射中的共振現象
在粒子(如正電子)與原子散射時,入射粒子可能短暫與靶原子形成“複合态”(如臨時離子),導緻散射截面出現共振峰。這種現象常見于特定能量下的帶電粒子散射。
類型 | 特點 | 應用領域 |
---|---|---|
共振光散射 | 高靈敏度、依賴分子吸收特性,常用于化學分析 | 核酸檢測、生物分子分析 |
粒子共振散射 | 涉及複合态形成,能量選擇性顯著 | 原子物理、量子力學研究 |
散射強度與共振條件的關系可簡化為: $$ I_{scattering} propto frac{1}{(omega_0 - omega) + gamma omega} $$ 其中$omega_0$為系統固有頻率,$omega$為入射波頻率,$gamma$為阻尼系數。
共振散射通過頻率匹配實現信號放大,在分析科學和基礎物理研究中具有重要價值。不同領域的表現形式有所差異,但核心機制均為能量共振傳遞。
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