Томпсонівський перетин

Томпсонівський перетин розсіяння (позначається σ_T) — це ефективна площа, яку має вільний електрон для розсіяння електромагнітного випромінювання у межах класичної електродинаміки (без урахування квантових ефектів). Цей параметр використовується для опису розсіяння фотонів на вільних електронах (Томпсонівське розсіяння).

Числове значення:

σ_T ≈ 6.6524587321 × 10^(-29) м²

Одиниці:

квадратні метри (м²)

Формула томпсонівського перетину:

σ_T = (8 * π / 3) * ( (e²) / (4 * π * ε₀ * m_e * c²) )²

де:

• e — елементарний заряд
• ε₀ — діелектрична стала вакууму
• m_e — маса електрона
• c — швидкість світла
• π — число пі (~3.14159)

Фізичний зміст

• Томпсонівський перетин розсіяння описує ймовірність розсіювання фотона на вільному електроні при низьких енергіях (фотони набагато енергійніші за електрони, але не досягли релятивістських ефектів).
• Визначає ефективну площу “мішені”, яку електрон “бачить” для фотонів.
• Використовується в астрофізиці, плазмовій фізиці, квантовій електродинаміці як базова характеристика взаємодії світла з речовиною.

Історія

• Названий на честь англійського фізика Джозефа Томпсона (1856–1940), який зробив важливі внески в дослідження електронів і електромагнітних явищ.
• Формула виведена в рамках класичної електродинаміки до появи квантової механіки.

Приклад використання

• Визначення коефіцієнта розсіяння в зоряних атмосферах.
• Аналіз розсіяння світла в плазмі.
• Вивчення космічного мікрохвильового фону.