Комптоновское рассеяние — Arc.Ask3.Ru

Комптоновское рассеяние Комптоновское рассеяние Эффект Комптона описывает взаимодействие высокочастотных фотонов с заряженными частицами, обычно электронами.   Фотоны высвобождают слабо связанные электроны […]

Комптоновское рассеяние

  • Комптоновское рассеяние

    • Эффект Комптона описывает взаимодействие высокочастотных фотонов с заряженными частицами, обычно электронами.  
    • Фотоны высвобождают слабо связанные электроны из внешних оболочек атомов или молекул.  
    • Эффект был открыт в 1923 году Артуром Холли Комптоном и принес ему Нобелевскую премию в 1927 году.  
  • Основные принципы

    • Фотоны могут взаимодействовать с веществом на атомном уровне, на ядре или только с помощью электрона.  
    • Образование пар и эффект Комптона происходят на уровне электрона.  
    • При рассеянии фотона происходит уменьшение его энергии и увеличение длины волны.  
  • Эксперимент Комптона

    • В эксперименте Комптона энергия рентгеновского фотона была значительно больше энергии связи атомного электрона.  
    • Величина изменения длины волны называется комптоновским сдвигом.  
    • Эффект Комптона демонстрирует, что свет нельзя объяснить исключительно как волновой феномен.  
  • Значение открытия

    • Эффект Комптона опроверг классическую теорию электромагнитной волны.  
    • Свет можно рассматривать как поток частиц, называемых фотонами, энергия которых пропорциональна частоте световой волны.  
    • Экспериментальная проверка сохранения импульса подтвердила теорию Комптона.  
  • Классификация процессов

    • Комптоновское рассеяние происходит при энергиях фотонов, превышающих энергии фотоэлектрического эффекта, но меньших порога образования пар.  
    • Фотоны с высокой энергией могут бомбардировать ядро и вызывать образование пар или выбрасывать нуклон или альфа-частицу.  
  • Описание явления

    • Комптон вывел математическую зависимость между сдвигом длины волны и углом рассеяния.  
    • Сдвиг длины волны связан с комптоновской длиной волны электрона и комптоновской длиной волны всего атома.  
    • В современных экспериментах измеряется энергия, а не длина волны рассеянных фотонов.  
  • Комптоновское рассеяние

    • Комптон предположил, что взаимодействие фотонов с электронами может разгонять электроны до скоростей, близких к скорости света.  
    • В 1923 году Комптон сообщил о результатах экспериментов, подтверждающих его формулу рассеяния.  
    • Формула основана на уравнении Эйнштейна E = mc^2 и квантованных энергиях фотонов hf.  
  • Вывод формулы

    • Комптон постулировал, что фотоны несут импульс, и вывел формулу для импульса фотона.  
    • Импульс фотона равен hf/c, где hf — энергия фотона, а c — скорость света.  
    • Сохранение энергии приравнивает сумму энергий до и после рассеяния.  
  • Применение в радиобиологии

    • Комптоновское рассеяние важно для радиобиологии, так как оно используется в лучевой терапии.  
    • В гамма-спектроскопии комптоновское рассеяние приводит к комптоновскому краю.  
  • Магнитное комптоновское рассеяние

    • Магнитное комптоновское рассеяние используется для измерения спиновой плотности электронов.  
    • MCP отражает объемные свойства образца и является зондом основного состояния.  
  • Обратное комптоновское рассеяние

    • Обратное комптоновское рассеяние важно в астрофизике, например, для объяснения степенной составляющей в рентгеновских спектрах черных дыр.  
    • Эффект Сюняева-Зельдовича используется для обнаружения скоплений галактик.  
  • Нелинейное обратное комптоновское рассеяние

    • Нелинейное обратное комптоновское рассеяние (NICS) генерирует фотоны высокой энергии.  
    • NICS может быть использовано для запуска ядерных реакций и исследования нелинейных квантовых эффектов.  

Полный текст статьи:

Комптоновское рассеяние — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх