by
Το φάσμα της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας στο φαινόμενο Compton
Σε ένα πείραμα σκέδασης Compton, οι παραπάνω γραφικές παραστάσεις (α), (β), (γ) δίνουν το φάσμα, δηλαδή την ένταση ανά μονάδα μήκους κύματος σε συνάρτηση με το μήκος κύματος, των σκεδαζόμενων ακτίνων Χ από λεπτό φύλλο γραφίτη.
i) Το φάσμα των σκεδαζόμενων ακτίνων Χ είναι συνεχές ή γραμμικό; Μπορείτε να δώσετε κάποια εξήγηση;
ii) Τι εκφράζει το εμβαδόν που περικλείουν οι παραπάνω γραφικές παραστάσεις;
iii) Η σκέδαση θεωρείται ελαστική ή ανελαστική;
iv) Σε όλα τα διαγράμματα παρατηρούμε μια κορυφή που αντιστοιχεί στο μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Πως εξηγείται το φαινόμενο;
v) Θα μπορούσαμε να προκαλέσουμε σκέδαση Compton με ορατό φως;
vi) Μπορείτε να επαληθεύσετε τη μετατόπιση Compton που φαίνεται στις δοθείσες γραφικές παραστάσεις; Δίνεται το μήκος κύματος Compton λC = h/(me c)= 2,43pm.
vii) Σε ποια από τις τρεις περιπτώσεις εκπέμπεται φωτόνιο με την μικρότερη ενέργεια; Σε ποια γωνία θα έπρεπε να τοποθετήσουμε τον ανιχνευτή για να πάρει αυτή η ενέργεια την ελάχιστη τιμή της;
Όμορφη ανάρτηση
Μια απορία: Γιατί η ελάχιστη ενέργεια στο v να είναι περίπου ίση με την ενέργεια ηρεμίας του ηλεκτρονιου?
Καλησπέρα, Χρόνια Πολλά και Καλή Ανάσταση σε όλους!
Συγχαρητήρια Ανδρέα για την ανάρτηση, η οποία μας τροφοδοτεί με ουσιαστικές ιδέες και πληροφορίες για το φαινόμενο, προσφέροντας παράλληλα τροφή για σκέψη, συζήτηση και αναζήτηση.
Αν και κυκλοφορεί περισσότερο ότι η σκέδαση Compton είναι ανελαστική (από τη σκοπιά του φωτονίου), νομίζω ότι διδακτικά για εμάς είναι προτιμότερο να την αποκαλούμε ελαστική για κάθε γωνία σκέδασης. Άλλωστε, το σχολικό βιβλίο τόσο στο 5ο κεφάλαιο των κρούσεων αποκαλεί τη σκέδαση ως ελαστική στο μικρόκοσμο, όπως και στο 7ο για τον υπολογισμό της κινητικής ενέργειας του ηλεκτρονίου δεν συνυπολογίζει απώλειες.
Καλησπέρα Χαράλαμπε. Σε ευχαριστώ. Τον Ιούλιο είχα δώσει ΕΔΩ μέσα στην απόδειξη της εξίσωσης Compton,
Αν δε λάβουμε υπόψη την ενέργεια ηρεμίας του ηλεκτρονίου, προκύπτει η σχέση για το Δλ;
Από πού προκύπτει από την απόδειξη ότι το ελάχιστο μήκος κύματος ή η ελάχιστη ενέργεια για να παρατηρηθεί φαινόμενο compton είναι αυτό το τεράστιο ποσό δηλ η ενέργεια να είναι ίση με 0,5 ΜεV ή m0c2? Έχω την εντύπωση ότι ακόμα και με το ένα δέκατο αυτής της ενέργειας δηλ 50 ΚeV μπορεί να παρατηρηθεί το φαινόμενο. Αναφέρομαι στο v ερωτημα
Καλημέρα συνάδελφοι. Μίλτο παρατηρώ ότι οι περισσότεροι συνάδελφοι στο υλικό θεωρούν την σκέδαση Compton ελαστική και δεν έχω κάποιο λόγο να διαφωνήσω.
Χαράλαμπε το θέμα είναι πιο φαινόμενο κυριαρχεί.
Καθώς αυξάνουμε την ενέργεια φωτονίων, αρχίζουμε να απομακρυνόμαστε από απλή εξαγωγή ενός ηλεκτρονίου, όπου κυριαρχεί το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και πάμε σε ενέργειες όπου η παραγωγή ζευγών γίνεται πιο κυρίαρχη.
Σε υψηλές ενέργειες, περίπου ίσες ή μεγαλύτερες από 100 MeV, η παραγωγή ζευγών είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας με την ύλη.
Έτσι, καθώς αυξάνεται η ενέργεια της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, αρχίζουμε να βλέπουμε λιγότερο φαινόμενο Compton και περισσότερη παραγωγή ζευγών.
Ας δούμε το παρακάτω διάγραμμα, που κυκλοφορεί ευρέως σε φόρουμ Φυσικής:
Για παράδειγμα η προσπίπτουσα ενέργεια φωτονίων στο μόλυβδο. Κάτω από 0,1 MeV, βρίσκουμε να συμβαίνουνσχεδόν μόνο φωτοηλεκτρικές διεργασίες. Μεταξύ 0,1 MeV και 2,5 MeV μπορούμε να ανιχνεύσουμε τόσο φωτοηλεκτρικές όσο και Compton διαδικασίες και τέλος, καθώς το επίπεδο ενέργειας αυξάνεται πάνω από 2,5 MeV και 100 MeV, μπορούμε να παρατηρήσουμε τόσο τη σκέδαση Compton όσο και την παραγωγή ζευγών.
Βρήκα και αυτό το διάγραμμα
