Der Hauptunterschied zwischen der Compton-Streuung und der Thomson-Streuung besteht darin, dass die Compton-Streuung eine Art der inelastischen Streuung ist, während die Thomson-Streuung eine Art der elastischen Streuung ist.
Kurz gesagt kann die Compton-Streuung als die Streuung eines Photons bei Wechselwirkung mit einem geladenen Teilchen wie einem Elektron definiert werden. Thomson-Streuung hingegen ist eine Art elastischer Streuung elektromagnetischer Strahlung in Gegenwart eines freien geladenen Teilchens.
Was ist Compton-Streuung?
Compton-Streuung ist die Streuung eines Photons bei Wechselwirkung mit einem geladenen Teilchen wie einem Elektron. Dieses Phänomen wurde von Arthur Holly Compton entdeckt. Wir können es Compton-Effekt nennen, wenn dieser Prozess zu einer Abnahme der Energie des Photons führt. Bei der Compton-Streuung wird ein Teil der Energie des Photons auf das zurückprallende Elektron übertragen. Im Gegensatz dazu tritt inverse Compton-Streuung auf, wenn ein Teil der Energie eines geladenen Teilchens auf ein Photon übertragen wird.
Abbildung 01: Ablauf des Compton-Streuexperiments
Außerdem ist die Compton-Streuung eine Art der inelastischen Streuung von Licht. Dies geschieht durch ein frei geladenes Teilchen in der Weise, dass sich das gestreute Licht von der einfallenden Strahlung unterscheidet. Wir können die Wellenlängenänderung des Lichts als Compton-Verschiebung bezeichnen.
Darüber hinaus ist die Compton-Streuung einer von vier konkurrierenden Prozessen, die auftreten können, wenn Photonen mit Materie interagieren. Die anderen drei Prozesse sind photoelektrischer Effekt, Paarbildung und Photozerfall. Unter ihnen ist die Compton-Streuung die bedeutendste Wechselwirkung im dazwischenliegenden Energiebereich.
Was ist Thomson-Streuung?
Thomson-Streuung ist eine Art elastischer Streuung elektromagnetischer Strahlung in Gegenwart eines frei geladenen Teilchens. Dieses Phänomen kann durch den klassischen Elektromagnetismus beschrieben werden. Die Thomson-Streuung kann als niederenergetische Grenze der Compton-Streuung beschrieben werden. Diese untere Grenze ist jedoch verfügbar, wenn die Photonenenergie kleiner als die Massenenergie des Teilchens ist.
Abbildung 02: Licht-Materie-Wechselwirkungen
Außerdem kann das elektrische Feld der einfallenden Welle das geladene Teilchen beschleunigen, wenn man die Niedrigenergiegrenze betrachtet, wodurch es Strahlung mit der gleichen Frequenz wie die einfallende Welle emittiert. Daher wird die Welle gestreut. Die Thomson-Streuung wurde erstmals von J. J. Thomson beschrieben.
Der kosmische Mikrowellenhintergrund ist ein Beispiel für eine Thomson-Streuung. Es enthält eine kleine linear polarisierte Komponente, die der Thomson-Streuung zugeschrieben wird. Darüber hinaus ist die solare K-Korona ein Ergebnis der Thomson-Streuung der Sonnenstrahlung von solaren Koronalelektronen.
Was ist der Unterschied zwischen Compton-Streuung und Thomson-Streuung?
Compton-Streuung und Thomson-Streuung sind zwei Arten von Lichtstreuprozessen. Der Hauptunterschied zwischen Compton-Streuung und Thomson-Streuung besteht darin, dass die Compton-Streuung eine Art der inelastischen Streuung ist, während die Thomson-Streuung eine Art der elastischen Streuung ist.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen der Compton-Streuung und der Thomson-Streuung in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Compton-Streuung vs. Thomson-Streuung
Compton-Streuung ist die Streuung eines Photons bei der Wechselwirkung mit einem geladenen Teilchen wie einem Elektron. Wohingegen die Thomson-Streuung eine Art elastischer Streuung elektromagnetischer Strahlung in Gegenwart eines frei geladenen Teilchens ist. Der Hauptunterschied zwischen der Compton-Streuung und der Thomson-Streuung besteht also darin, dass die Compton-Streuung eine Art der unelastischen Streuung ist, während die Thomson-Streuung eine Art der elastischen Streuung ist.
