Элементарная теория эффекта Комптона
15 Дек 2013
Обнаруженная на опыте независимость величины от рода вещества указывает на то, что рассеяние рентгеновских лучей происходит на внешних электронах атомов, которые слабо связаны с атомами рассеивающего вещества. Оценки показывают, что энергия рентгеновских квантов значительно больше энергии связи внешних электронов в атомах. Поэтому с достаточной степенью точности можно считать, что рассеяние рентгеновских квантов происходит на «свободных» электронах в отличие от фотонов, которые при фотоэффекте рассеиваются на «связанных» электронах (для фотона hv ~ A, A — работа выхода).
Для вывода формулы (9.31) предположим, что налетающий рентгеновский фотон упруго взаимодействует с покоящимся «свободным» электроном мишени (рис. 9.10, а). Поскольку энергия налетающего фотона сравнима с энергией покоя электрона hv~m0c2), при использовании законов сохранения нужно энергию и импульс электрона определять по формулам релятивистской механики
после ввзаимодействия электрон начинает двигаться с некоторой скоростью (его называют электроном отдачи) под углом ф к направлению налетающего фотона (рис. 9.10, б), а рассеянный на угол 0 фотон будет иметь импульс РФ = М’.
В соответствии с законами сохранения импульса и энергии в системе фотон — электрон запишем систему двух уравнений (закон сохранения импульса графически иллюстрируется на рис. 9.10, в): — закон сохранения импульса;
(9.32) — закон
сохранения энергии.
Если из первого и второго уравнений системы выразить квадрат импульса электрона отдачи, то получатся следующие два уравнения:
Приравнивая эти выражения, получаем
Поскольку из формулы (9.35) после простых преобразований получим
Из сопоставления с зависимостью (9.31) получаем выражение для комптоновской длины волны при рассеянии на электронах:
Из приведенных расчетов следует, что в эффекте Комптона отчетливо проявляются корпускулярные свойства света.
Похожие записи :
Квантовое (корпускулярное) свойство света проявляется в таких явлениях, как внешний и внутренний фотоэффект, тепловое излучение, эффект Комптона. Эффект Комптона состоит в увел ...
Максвелл показал, что свет представляет собой электромагнитную волну. Фазовые скорости распространения такой волны в веществе (V) и в вакууме (C) различны. Соотношение между ни ...
В 1923 г. американский физик А. Комптон (1892—1962) обнаружил, что при рассеянии монохроматических рентгеновских лучей «легкими» веществами* наряду с исходной длиной волны Я ...
Фотоны как квазичастицы света обладают не только энергией но и массой т. Масса фотона находится с помощью выражения для энергии микрочастицы в релятивистской механике: е = тс2 ...
Фотоэффект и уравнение Эйнштейна. Внешний и внутренний фотоэффект. Фотогальванический эффект. Эффект Комптона и импульс фотона. Элементарная теория эффекта Комптона. Давление ...
Отзывов нет
No comments yet.
К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено.