Эффект Комптона

1.

Эффект Комптона
Эффектом Комптона называется упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного
излучения (рентгеновского и γ-излучений) на
свободных (или слабосвязанных) электронах
вещества, сопровождающееся увеличением
длины волны

2.

h '
C
h
C
θ
e
φ
e-
2 к sin ( / 2),
2
где λ'— длина волны рассеянного излучения, λк —
комптоновская длина волны (при рассеянии фотона на
электроне λк = 2,426 пм).

3.

Волновая теория: длина волны при рассеянии
изменяться не должна, так как под действием
периодического поля световой волны электрон
колеблется с частотой поля и поэтому излучает
рассеянные волны той же частоты.
Объяснение эффекта Комптона дано на основе
квантовых представлений о природе света.
Квантовая теория: излучение представляет собой
поток фотонов, то эффект Комптона — результат
упругого столкновения рентгеновских фотонов со
свободными электронами вещества: фотон передает
электрону часть своих энергии и импульса в
соответствии с законами их сохранения.

4.

р = hv/c - импульс налетающего фотона
ε = hv - энергия налетающего фотона
W0 = т0с2 энергия покоя свободного электрона
т0 — масса покоя электрона
р'у = hv'/c - импульс рассеянного фотона
ε'у = hv‘ - энергия рассеянного фотона
ре = mυ - импульс электрона
W= mс2 - энергия электрона
При каждом таком столкновении выполняются законы
сохранения энергии и импульса.

5.

W0 W ,
p pe p .
2
2
m0c h mc h ,
m
2
2
2
2
h h
h
2 2 cos .
c
c c
h
2h
2
(1 cos )
sin
.
m0c
m0c
2