Томсоновское рассеяние
- рассеяние низкочастотного излучения на свободоных электронах. Сечение (см. Взаимодействие излучения с веществом). Т.р.
не зависит от энергии электрона: 
см2 [
- классич. радиус электрона]. Дифференциальное сечение Т.р.
,
где
- угол рассеяния. Таким образом, Т.р. имеет рэлеевскую индикатрису (зависимость интенсивности рассеянного излучения от ).
Т.р. получило свое название в честь англ. ученого Дж.Дж. Томсона, рассмотревшего поведение заряженной частицы в поле эл.-магн. волны. Под действием переменного электрич. поля волны частица колеблется с частотой волны, испытывая переменное ускорение. Заряд, движущийся с ускорением, должен излучать. Излучаемая энергия черпается из энергии первичной волны и переизлучается во всех направлениях с рэлеевской индикатрисой и на той же частоте. Т.р. явл. эффектом классической, а не квантовой физики.
Квантовые поправки становятся существенными при больших энергиях фотона (см. Комптоновское рассеяние). Условие применимости
приближения Т.р. имеет вид: 
, где 
- лоренц-фактор рассеивающего электрона, 
- частота излучения
E - энергия электрона.
Рассеяние, подобное Т.р., имеет место и на ядрах, однако, поскольку сечение рассеяния обратно пропорционально квадрату массы рассеивающей частицы, для протона она почти в 4 млн. раз меньше, чем сечение Т.р. на свободном электроне.
Т.р. дает существенный вклад в непрозрачность вещества в недрах звезд, влияет на спектр излучения горячих звезд, определяет б'ольшую часть свечения солнечной короны, наблюдаемого во время полных солнечных затмений. Велика роль Т.р. в формировании спектров рентг. источников, аккреционных дисков, белых карликов. Оно влияет на профиль спектральных линий в горячих атмосферах звезд.
Характерной особенностью Т.р. явл. сильная линейная поляризация рассеянного излучения. Степень поляризации зависит от угла рассеяния и достигает 100% при 
.
Именно этот эффект приводит к сильной поляризации диффузного оптич. излучения солнечной короны. При доминирующей роль Т.р. сильно поляризовано и излучение, выходящее из плоскопараллельной
атмосферы. Степень поляризации может достигать 11,7% и зависит от угла между нормалью к плоскости и лучом зрения. Этот эффект приводит к поляризации излучения звезд в тесных
двойных системах (форма таких звезд отличается от сферической из-за приливного влияния соседнего компонента) и к поляризации излучения аккреционных дисков.
(Р.А. Сюняев)
| |
