การกระเจิง

การกระเจิง (อังกฤษ: scattering) เป็นกระบวนการทางฟิสิกส์ทั่วไปอย่างหนึ่งที่บางรูปแบบของการฉายรังสี เช่น แสง เสียง หรืออนุภาคที่เคลื่อนที่ได้ ถูกบังคับให้เบี่ยงเบนไปจากวิถีทางตรงไปหนึ่งเส้นทางหรือมากกว่าหนึ่งเส้นทางเนื่องจากการไม่สม่ำเสมอ (non-uniformities) ในตัวกลางที่พวกมันเดินทางผ่านไป ในการใช้งานทั่วไป การกระเจิงนี้รวมถึงการเบี่ยงเบนของรังสีที่สะท้อนจากมุมที่คาดการณ์ไว้ตามกฎของการสะท้อน การสะท้อนที่มีการกระเจิงมักจะถูกเรียกว่า การสะท้อนแสงพร่า และการสะท้อนที่ไม่กระเจิงจะถูกเรียกว่า การสะท้อนแสงจัดจ้า

แสดงการกระเจิงระหว่างอิเล็กตรอนสองตัวโดยการปลดปล่อยโฟตอนเสมือนออกมาหนึ่งตัว

การกระเจิงอาจเกิดจากการชนกันของอนุภาคกับอนุภาคอีกด้วย เช่น ระหว่างโมเลกุลด้วยกัน ระหว่างอะตอมด้วยกัน อิเล็กตรอนด้วยกัน โฟตอนด้วยกัน หรืออนุภาคอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น การกระเจิงของรังสีคอสมิกโดยบรรยากาศชั้นบนของโลก การชนกันของอนุภาคภายในเครื่องเร่งอนุภาค การกระเจิงของอิเล็กตรอนโดยอะตอมของก๊าซในหลอดเรืองแสง การกระเจิงของนิวตรอนภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เป็นต้น

มีหลายชนิดของการไม่สม่ำเสมอสามารถทำให้เกิดการกระเจิงได้ บางครั้งเราเรียกพวกมันว่าตัวทำให้กระเจิงหรือศูนย์การกระเจิง ซี่งมีจำนวนมากเกินกว่าจะทำรายการออกมา แต่ตัวอย่างเล็ก ๆ จะรวมถึงอนุภาคต่าง ๆ ฟองของน้ำ หยดน้ำ ความผันผวนของความหนาแน่นในของเหลว ความเป็นผลึกในของแข็งที่เป็นพหุผลึก (polycrystalline) ข้อบกพร่องในของแข็งที่เป็นผลึกเดี่ยว (monocrystalline) พื้นผิวที่ขรุขระ เซลล์ในสิ่งมีชีวิต และเส้นใยสิ่งทอในเสื้อผ้า ผลกระทบทั้งหลายของคุณสมบัติดังกล่าวบนเส้นทางของเกือบทุกชนิดของคลื่นหรืออนุภาคที่เคลื่อนที่ได้สามารถอธิบายได้ในกรอบของทฤษฎีการกระเจิง

บางสาขาวิชาที่การกระเจิงและทฤษฎีการกระเจิงมีความสำคัญ ได้แก่ การตรวจจับเรดาร์ การใช้คลื่นเสียงความถี่สูง (ultrasound) ทางการแพทย์ การตรวจสอบเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ การตรวจสอบกระบวนการพอลิเมอร์ การปูกระเบื้องอะคูสติก การสื่อสารในพื้นที่อิสระ และการสร้างภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ทฤษฎีการกระเจิงของอนุภาคต่ออนุภาคก็มีความสำคัญในสาขาฟิสิกส์ของอนุภาค, ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และทัศนศาสตร์, ฟิสิกส์นิวเคลียร์ และดาราศาสตร์ฟิสิกส์

อ้างอิง