Прямое рассеяние — это отклонение волн на малые углы, так что они продолжают двигаться почти в том же направлении, что и до рассеяния. Это может происходить со всеми типами волн, например , светом , ультрафиолетовым излучением, рентгеновскими лучами , а также волнами материи, такими как электроны , нейтроны и даже волны воды . Это может быть вызвано дифракцией , рефракцией и отражением под малым углом . Это почти всегда происходит, когда длина волны используемого излучения мала по сравнению с особенностями, которые приводят к рассеянию. Прямое рассеяние по сути является обратным рассеянию .
Существует много различных примеров, и есть очень большие области, где преобладает прямое рассеяние, в частности, для электронной дифракции и электронной микроскопии , рентгеновской дифракции и нейтронной дифракции . В них соответствующие волны передаются через образцы. Одним из случаев, когда есть прямое рассеяние в геометрии отражения, является дифракция электронов высокой энергии отражения .
Всякий раз, когда волны сталкиваются с препятствиями любого типа, происходят изменения направления волн ( волнового вектора ) из-за дифракции, [1] [2] , а иногда и их энергии из-за неупругого рассеяния . Эти процессы происходят для всех типов волн, хотя то, как они себя ведут, зависит как от их типа, так и от типа препятствия. Как показано на рисунке, если изменение волнового вектора q довольно мало, рассеянная волна движется близко к тому же направлению, что и входная волна — она была рассеяна. В большинстве случаев изменение волнового вектора обратно пропорционально размеру препятствий, поэтому прямое рассеяние более распространено, когда препятствия велики по сравнению с длиной волны излучения.
Во многих случаях интересующие нас волны имеют относительно небольшую длину волны, например, электроны высокой энергии [1] или рентгеновские лучи [3] . Однако этот процесс является весьма общим и его также можно наблюдать, когда вода течет по узкому каналу, как показано на рисунке в Голубой лагуне.
Прямое рассеяние может сделать освещенную сзади комету значительно ярче, поскольку кристаллы пыли и льда отражают и усиливают видимую яркость кометы, рассеивая этот свет в направлении наблюдателя. [4] Кометы, исследованные на прямое рассеяние в видимой тепловой фотометрии, включают C/1927 X1 (Skjellerup–Maristany) , C/1975 V1 (West) и C/1980 Y1 (Bradfield). [5] Кометы, исследованные на прямое рассеяние в нетепловой фотометрии коронографа C3 SOHO, включают 96P/Machholz и C/2004 F4 (Bradfield). [5] Яркость больших комет C/2006 P1 (McNaught) и кометы Skjellerup–Maristany вблизи перигелия была усилена прямым рассеянием. [6]