Elastische Streuung tritt auf, wenn zwei oder mehr Teilchen ohne Energieverlust kollidieren. Dies bedeutet, dass sich die Richtung der Teilchen zwar ändern kann, die gesamte kinetische Energie des Systems oder die Bewegungsenergie jedoch immer erhalten bleibt. Der Begriff elastische Streuung wird typischerweise in der Teilchenphysik verwendet, also der Lehre von mikroskopischen Teilchen, aber auch zwischen makroskopischen Objekten kann eine elastische Kollision stattfinden. Eine unelastische Kollision liegt vor, wenn bei der Kollision Energie verloren geht.
Der Begriff elastische Streuung stammt aus der Streutheorie, einer Reihe von Regeln und Gleichungen, die beschreiben, wie Teilchen und Wellen interagieren. In der makroskopischen Welt geschieht die Kollision zweier Objekte normalerweise durch eine physikalische Kollision. In der Teilchenphysik können die Objekte jedoch durch andere Kräfte, einschließlich elektromagnetischer Kollisionen, kollidieren. Eine elastische Kollision kann zwischen beliebigen Objekten und bei jeder Art von Kollision auftreten.
Die elastische Streuung ist in der Teilchenphysik sehr wichtig. Wenn beispielsweise Elektronen mit anderen Teilchen kollidieren, ist die Kollision elastisch, da keine Energie verloren geht. Dies wird als Rutherford-Streuung bezeichnet und ist ein Phänomen, das zur Entdeckung der Struktur des Atoms führte.
In der makroskopischen oder physikalischen Welt ist es außergewöhnlich unwahrscheinlich, dass eine echte elastische Kollision zwischen zwei großen Objekten auftritt. Dies liegt an den umgebenden Kräften sowie an den Vibrationen, die im Inneren großer Objekte auftreten. Es gibt jedoch Situationen, in denen eine Kollision als elastisch angenähert werden kann. Dies ist nützlich, da es ermöglicht, die vorhergesagte Geschwindigkeit und Richtung von zwei Objekten nach einer Kollision mit einfacheren Methoden abzuschätzen.
Ein bekanntes Beispiel für elastische Streuung in der physikalischen Welt ist die Kollision zweier Billardkugeln. Obwohl bei dieser Kollision aufgrund von Reibung eine kleine Energiemenge verloren geht, ist diese klein genug, um vernachlässigbar zu sein. Wenn zwei Billardkugeln kollidieren, gewinnt die zweite Kugel fast genau die Energiemenge, die die erste verliert, sodass die gesamte kinetische Energie des Systems erhalten bleibt.
Inelastische Streuung tritt auf, wenn die Gesamtenergie der zwei oder mehr kollidierenden Objekte nicht erhalten bleibt. Bei Kollisionen zwischen Objekten der realen Welt sind unelastische Kollisionen viel häufiger. Dies ist hauptsächlich auf die zusätzlichen Vibrationen zurückzuführen, die auftreten, wenn ein großes Objekt mit einem anderen kollidiert, da diese Vibrationen Energie verbrauchen, die für die Bewegung verwendet worden wäre. Der Impuls bleibt jedoch sowohl bei elastischen als auch bei inelastischen Stößen immer erhalten.