Эффект Комптона

При прохождении -излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка γ-квантов, что является результатом их взаимодействия с атомами вещества. Взаимодействие гамма –квантов с веществом может быть следующим: Комптон эффект, фотоэффект, образование электрон-позитронных пар, упругое рассеяние.

Комптон-эффект − это рассеяние -квантов на свободных электронах. Электрон можно считать свободным, если энергия -квантов во много раз превышает энергию связи электрона. В результате комптон-эффекта вместо первичного фотона с энергией E_γ появляется рассеянный фотон с энергией E'_γ< E_γ, а электрон, на котором произошло рассеяние, приобретает кинетическую энергию E_е = E_γ − E'_γ. На рис. 11 показана схема рассеяния γ-квантов на электроне. Пользуясь законами сохранения импульса и энергии можно записать

_γ= '_γ+ _e,m_eс² + E_γ = E'_γ + E_е,

где m_ec² = 0.511 МэВ − энергия покоя электрона, E_e − полная энергия электрона, E_γ и E'_γ − энергии падающего и рассеянного -квантов. Можно показать, что изменение длины волны γ-кванта при комптоновском рассеянии дается выражением

λ'−λ=λ₀(1 − cos ),

где λ'и λ − длины волн первичного и рассеянного -кванта; λ₀ = h/m_ec − комптоновская длина волны электрона; - угол между направлениями импульсов _γи '_γ падающего и рассеянного
γ-квантов.
Изменение длины волны при комптоновском рассеянии не зависит от λ и определяется лишь углом рассеяния γ-кванта. Кинетическая энергия электрона определяется соотношением

.

Дата добавления: 2015-07-15