La diffusione elastica si verifica quando due o più particelle si scontrano senza alcuna perdita di energia. Ciò significa che mentre le direzioni delle particelle possono cambiare, l’energia cinetica totale del sistema, o energia di movimento, è sempre conservata. Il termine scattering elastico è tipicamente usato nella fisica delle particelle, che è lo studio delle particelle microscopiche, ma una collisione elastica può avvenire anche tra oggetti macroscopici. Un urto anelastico si verifica quando l’energia viene persa durante l’urto.
Il termine scattering elastico deriva dalla teoria dello scattering, che è un insieme di regole ed equazioni che descrivono come interagiscono particelle e onde. Nel mondo macroscopico, quando due oggetti si scontrano di solito avviene attraverso una collisione fisica. Nella fisica delle particelle, tuttavia, gli oggetti possono scontrarsi attraverso altre forze, comprese le collisioni elettromagnetiche. Un urto elastico può verificarsi tra qualsiasi oggetto e in qualsiasi tipo di urto.
La diffusione elastica è molto importante nella fisica delle particelle. Quando gli elettroni si scontrano con altre particelle, ad esempio, la collisione è elastica poiché non viene persa energia. Questo è noto come scattering di Rutherford ed è un fenomeno che ha portato alla scoperta della struttura dell’atomo.
Nel mondo macroscopico o fisico, è eccezionalmente improbabile che si verifichi una vera collisione elastica tra due oggetti di grandi dimensioni. Ciò è dovuto alle forze circostanti e alle vibrazioni che si verificano all’interno di oggetti di grandi dimensioni. Ci sono alcune situazioni, tuttavia, in cui un urto può essere approssimato come elastico. Ciò è utile in quanto consente di stimare la velocità e la direzione previste di due oggetti dopo una collisione utilizzando metodi più semplici.
Un esempio comune di dispersione elastica nel mondo fisico è la collisione di due palle da biliardo. Sebbene una piccola quantità di energia andrà persa in questa collisione a causa dell’attrito, questa è abbastanza piccola da essere trascurabile. Quando due palle da biliardo si scontrano, la seconda palla guadagna quasi esattamente la quantità di energia che la prima palla perde, quindi si conserva l’energia cinetica totale del sistema.
Lo scattering anelastico si verifica quando l’energia totale dei due o più oggetti in collisione non viene conservata. Nelle collisioni tra oggetti del mondo reale, le collisioni anelastiche sono molto più comuni. Ciò è dovuto principalmente alle vibrazioni extra che si verificano quando un oggetto di grandi dimensioni si scontra con un altro, poiché queste vibrazioni assorbono energia che sarebbe stata utilizzata per il movimento. La quantità di moto, tuttavia, si conserva sempre sia negli urti elastici che in quelli anelastici.