УПРАЖНЕНИЕ 4. КОМПТЪНОВ ЕФЕКТ ИЗСЛЕДВАНЕ НА СЕЧЕНИЕТО ЗА КОМПТЪНОВ ЕФЕКТ ПО ЛИНИЯТА НА ОБРАТНО РАЗСЕЙВАНЕ

Цел на упражнението е изучаване линията на обратно разсейване в апаратурния спектър на -източник.

Теоретични бележки

Комптъновото разсейване на фотони може да стане и от свободни електрони, тъй като представлява двучастичен процес. Енергията на фотона се поделя между разсеяния фотон и един електрон от средата (Допълнение 2, фиг. .16). С прилагане на законите за запазване на енергията и импулса за енергията на разсеяния фотон се получава

(.8) .

Тук с и сме означили съответно първоначалната енергия на фотона и енергията му след разсейването, = E/(m₀c²) е енергията на фотона, изразена в единици маса на покой на електрона (0,511 MeV).

Ъгловото разпределение на разсеяните -кванти, изразено чрез диференциалното ефективно сечение d_K/d, се дава с израза

(.9) ,

където r₀ = e²/m₀c² = 2,8210¹⁵ m е класическият радиус на електрона.

Пълното сечение за комптъново разсейване от един електрон се получава, като се интегрира формула (.9) по целия пространствен ъгъл. Ефективното сечение за разсейване от Z електрона, т. е. от химичен елемент с пореден номер Z, се дава съответно с произведението

(.10) ,

където N_А е числото на Авогадро, а плътността на средата. Линейният коефициент на отслабване от комптъново разсейване се получава с умножение на сечението по броя на електроните в единица обем на средата N_e,

(.11) ,