Dispersión de Thomson
La dispersión de Thomson es la dispersión elástica de la radiación electromagnética por una partícula cargada libre, tal y como se describe en el electromagnetismo clásico.
En los límites de baja energía, el campo eléctrico de la onda incidente (fotón) acelera la partícula cargada, haciéndola emitir radiación de la misma frecuencia que la onda incidente, y por ello se dice que la onda se dispersa.
La partícula en movimiento radiará con más fuerza en la dirección perpendicular a su aceleración, y tal radiación estará polarizada a lo largo de su dirección de movimiento.
Los campos eléctricos de la onda incidente y la observada (onda saliente) pueden dividirse en los que están contenidos en el plano de observación (formado por las ondas entrante y saliente) y aquellas componentes perpendiculares a tal plano.
El esquema a la derecha describe el plano de observación.
Puede mostrarse que la amplitud de la onda observada será proporcional al coseno de χ, el ángulo entre las ondas entrante y dispersada.
Puede verse que las componentes tangenciales (perpendiculares al plano del esquema) no se verán afectadas en este proceso.
en un tiempo dt para un ángulo sólido dΩ entre las longitudes de onda λ y λ+dλ.
Para la luz incidente no polarizada, estos están dados por: donde
es la sección eficaz de Thomson para la partícula cargada, definida más abajo.
(Para obtener una expresión en unidades cgs, sustraer el factor de 4πε0).
Integrando sobre el ángulo sólido, se obtiene la sección eficaz de Thomson: en unidades del SI.
