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Concept
Diffusion inélastique de rayonnement
Résumé
In chemistry, nuclear physics, and particle physics, inelastic scattering is a fundamental scattering process in which the kinetic energy of an incident particle is not conserved (in contrast to elastic scattering). In an inelastic scattering process, some of the energy of the incident particle is lost or increased. Although the term is historically related to the concept of inelastic collision in dynamics, the two concepts are quite distinct; inelastic collision in dynamics refers to processes in which the total macroscopic kinetic energy is not conserved. In general, scattering due to inelastic collisions will be inelastic, but, since elastic collisions often transfer kinetic energy between particles, scattering due to elastic collisions can also be inelastic, as in Compton scattering meaning the two particles in the collision transfer energy causing a loss of energy in one particle.
When an electron is the incident particle, the probability of inelastic scattering, depending on the energy of the incident electron, is usually smaller than that of elastic scattering. Thus in the case of gas electron diffraction (GED), reflection high-energy electron diffraction (RHEED), and transmission electron diffraction, because the energy of the incident electron is high, the contribution of inelastic electron scattering can be ignored. Deep inelastic scattering of electrons from protons provided the first direct evidence for the existence of quarks.
Raman scattering
When a photon is the incident particle, there is an inelastic scattering process called Raman scattering. In this scattering process, the incident photon interacts with matter (gas, liquid, and solid) and the frequency of the photon is shifted towards red or blue. A red shift can be observed when part of the energy of the photon is transferred to the interacting matter, where it adds to its internal energy in a process called Stokes Raman scattering. The blue shift can be observed when internal energy of the matter is transferred to the photon; this process is called anti-Stokes Raman scattering.
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Diffusion élastique
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Diffusion inélastique de rayonnement
On parle de diffusion inélastique de rayonnement (onde électromagnétique, mais aussi neutron) lorsque l'énergie du rayonnement diffusé est différente de l'énergie du rayonnement incident. En spectroscopie, on parle de processus Stokes, lorsque l'énergie du rayonnement diffusé est inférieure au rayonnement incident ; il y a gain d'énergie dans l'échantillon par la création d'une excitation (phonon, magnon etc.) et de processus anti-Stokes dans le cas contraire. Plusieurs techniques de spectroscopie exploitent ce phénomène.
Diffusion Brillouin
La 'diffusion Brillouin' est la diffusion inélastique de la lumière par les ondes acoustiques d'un milieu. Dans une expérience de diffusion Brillouin, on illumine un milieu à l'aide d'un faisceau laser et on détecte la lumière diffusée à une fréquence légèrement différente. Les décalages en fréquence observés sont de l'ordre de 1 à 200 GHz environ. La mesure de ce décalage permet de remonter à certaines propriétés du milieu. Cet effet a été prédit en 1914 par Léon Brillouin.
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