Streuvektor

Der Streuvektor $\vec{q}$ ist in der Wellen-Physik jener Vektor, der sich bei Streuung einer Welle an einem Objekt ergibt als Differenz aus einlaufendem Wellenvektor ${\vec{k}}_{1}$ und auslaufendem Wellenvektor ${\vec{k}}_{2}$ :

\vec{q} = {\vec{k}}_{1} - {\vec{k}}_{2}

Er wird benutzt, um einige Ausdrücke zu vereinfachen, die bei der Betrachtung von gestreuten Wellen auftreten (z. B. die Phasenänderung oder die Doppler-Verschiebung).

Bei elastischer Streuung (ein- und auslaufende Welle haben dieselbe Wellenlänge $λ$ , also $| {\vec{k}}_{1} | = | {\vec{k}}_{2} | = \frac{2 π}{λ}$ ), ist der Betrag des Streuvektors gegeben durch

| \vec{q} | = \frac{4 π}{λ} \sin \frac{θ}{2},

wobei $θ$ der Streuwinkel (Winkel zwischen ${\vec{k}}_{1}$ und ${\vec{k}}_{2}$ ) ist.

Betrachtet man die Streuung von Wellen in einem Medium, so ist $λ$ die Wellenlänge in dem entsprechenden Medium. Für elektromagnetische Wellen wird der Unterschied der Wellenlänge im Medium zu der Wellenlänge $λ_{0}$ im Vakuum mithilfe des Brechungsindex $n$ beschrieben:

λ = \frac{λ_{0}}{n}

Wenn statt $λ$ die Wellenlänge im Vakuum $λ_{0}$ benutzt wird, müssen daher alle Wellenvektoren sowie der Streuvektor mit dem Faktor $n$ multipliziert werden.

Literatur

B. H. Bransden, C. J. Joachain: Physics of Atoms and Molecules. 2. Auflage. Prentice Hall, Essex 2003, ISBN 978-0-582-35692-4, S. 623.

Weblinks

Scattering vector. (Memento vom 24. April 2015 im Internet Archive) Dort ist allerdings der Streuvektor andersrum definiert, Vorzeichen beachten!