Después de leer los artículos de wiki, sé que tanto la dispersión de Rayleigh como la dispersión de Thomson son procesos elásticos. Pero, ¿cuál es la diferencia esencial entre esos dos procesos, sus secciones transversales y la dependencia energética?
La dispersión de Rayleigh es la dispersión de entidades polarizables. La luz incidente induce un momento dipolar, que vuelve a irradiar. La dispersión de Thomson es la dispersión de partículas "no polarizables" cargadas no unidas libres.
La sección transversal de la dispersión de Rayleigh disminuye con la cuarta potencia de la longitud de onda. Eso para la dispersión de Thomson es independiente de la longitud de onda.
Comparar sus secciones transversales relativas es complicado, porque la dispersión de Rayleigh depende del tamaño de la partícula, la longitud de onda de la luz y la polarizabilidad de la partícula, todo lo cual puede variar significativamente. La dispersión de Thomson no tiene nada de eso.
Las páginas de Wikipedia que cita tienen algunos ejemplos. El aire en luz visible tiene una sección transversal de Rayleigh del orden de , y la sección transversal de Thomson para un electrón es del orden de
Desde la perspectiva de la física de oncología de radiación (es decir, energía superior), aquí está la principal diferencia, en pocas palabras.
La dispersión de Rayleigh es la dispersión elástica de un fotón de un átomo completo .
La dispersión de Thomson es la dispersión elástica de un fotón de un único electrón libre .
Es más probable que ambos sucedan a energías más bajas. En particular, la sección transversal de dispersión de Rayleigh depende del cuadrado inverso de la energía fotónica inicial. La sección transversal de dispersión de Thomson tiene una dependencia energética más complicada, con muchos términos (búsquelo en muchos libros de texto), generalmente más fuerte que el cuadrado inverso.
FYI La dispersión de Thomson es un caso particular (el caso de baja energía) del efecto Compton, que no es elástico: el electrón se acelera y el fotón dispersado tiene menor energía que el fotón inicial.
La dispersión de Thomson ocurre por electrón libre y la dispersión de Rayleigh ocurre por electrón ligado.
Una vez más, la dispersión de Thomson es independiente de la naturaleza del haz incidente, como la longitud de onda o la frecuencia, pero Rayleigh depende de la frecuencia.