Маргарита Мъркушева 8 гр. ФК.8336

Протокол

Ефект на Комптън

Теоретична част

Комптъновият ефект е процес при който първичния -квант се разсейва върху електрон от обвивката на атома.

Разсейването на -лъчите във веществотото се отнася към явленията, в които се проявява двойствения характер на излъчването. Класическата вълнова теория не може да опише разсейването на -лъчите (както и на рентгеновите), докато при предположение, че излъчването има корпускулярен характер (т.е. представлява поток фотони с енергия h и импулс h/c) явлението се обяснява много леко. По този начин комптъновият ефект се явява едно от най-важните потърждения на квантовата теория.

Всички енергетични и ъглови характеристики на комптъновия ефект се определят напълно от законите за запазване на енергията и импулса при еластичен удар. Трябва да обърнем внимание, че ефекта на Комптън се осъществява при енергии на -квантите значително по-големи от енергията на свързване на електрона, поради което може да се счита за свободен.

Ако Е1 = h.1 е енергията на първичният -квант (както е показано на фигурата), а енергията на разсеяния (комптънов) -квант, Ее кинетичната енергия на откатния електрон, ъгъл на

разсейване на фотона, ъгъл, под който излита електронът ( и се отчитат спрямо посоката на падащия -квант), то от прилагането на ЗЗЕ и ЗЗИ се получава:

и

,

където , а m₀.c² = 511keV е енергията на покой на електрона.

От втората формула следва, че енергията на откатните електрони има максимална стойност при = 180, съответно = 0, т.е. посоката на излитащия електрон съвпада с посоката на падащия -квант. С увеличаване на енергията на първичните -кванти енергията на излитащите напред електрони расте и се приближава към стойността

.

Ако вместо енергията характеризираме падащия и разсеяния фотони с дължина на вълната , то от прилагането на ЗЗЕ и ЗЗИ ще получим следното съотношение:

,

където е комптъновата дължина на вълната.