Streuung (Physik)

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Die Streuung (eng. scattering) ist ein physikalischer Prozess, bei dem eine teilchenartige und/oder wellenförmige Strahlung (z.B. Licht, Schall, Elektronen und selbst ganze Atome oder Moleküle) an einem Objekt, das als Streuzentrum dient, abgelenkt, d.h. gestreut bzw. reflektiert wird. Als Streuwinkel LaTeX: \theta bezeichnet man den Winkel, um den das Teilchen bzw. die Strahlung abgelenkt wird.

Die Trefferwahrscheinlichkeit LaTeX: w der Strahlungsteilchen entspricht der Gesamtfläche der LaTeX: N Targetteilchen, also LaTeX: \sigma\cdot N (rot), geteilt durch die Gesamtfläche LaTeX: F des Targets (blau).

Die Intensität der Streustrahlung hängt vom dem als Flächeneinheit (z.B. m2) angegebenen Streuquerschnitt oder Wirkungsquerschnitt LaTeX: \sigma ab, aus dem sich die Wahrscheinlichkeit LaTeX: w errechnet, mit der ein Strahlungsteilchen auf ein Zielobjekt (eng. target) trifft, von dem es abgelenkt wird. Der Name leitet sich davon ab, dass bei der klassischen Streuung einer Punktmasse an einer inelastischen Kugel der Wirkungsquerschnitt gleich der Querschnittsfläche dieser Kugel ist. Hat man es mit insgesamt LaTeX: N kugelförmigen Streuzentren zu tun, so errechnet sich die Streuwahrscheinlichkeit rein geometrisch aus dem Verhältnis der Gesamtfläche der Streuzentren LaTeX: \sigma \cdot N zur insgesamt bestrahlten Fläche LaTeX: F, d.h.:

LaTeX: w = \sigma \frac{N}{F} \quad \Leftrightarrow \quad \sigma = w \frac{F}{N}

Der totale Wirkungsquerschnitt ist für Streuprozesse, die einander ausschließen, gleich der Summe der einzelnen Wirkungsquerschnitte.

Siehe auch