ЕФЕКТ КОМПТОНА

При високій енергії квантів електромагнітного поля (фотонів) спостерігається квантове розсіювання зі зміною довжини хвилі - ефект Комптона. Воно також супроводжується вильотом електрона з оболонки атомів або молекул. Схеми процесів наведені на рис. 61.

Фотоефект і ефект Комптона

Мал. 61. Фотоефект і ефект Комптона

Відзначимо відмінності. В результаті фотоелектричного ефекту квант повністю поглинається. Електрон пов'язаний з атомом або твердим тілом, до складу якого він входить.

В результаті ефекту Комптона квант тільки втрачає частину своєї енергії. Після розсіювання довжина хвилі зростає, а частота зменшується. Електрон вважається вільним, т. К. Величина енергії зв'язку на багато порядків менше енергії кванта, нею можна знехтувати.

Найдивнішим з класичної точки зору було те, що в процесі розсіювання рентгенівське випромінювання «поводилося» як потік ідеально пружних частинок. Взаємодія їх з електроном вдавалося розрахувати за формулами удару пружних куль!

Ідея пояснення ефекту по Комптон полягає в тому, щоб розглядати фотони як частинки, що мають динамічну масу, еквівалентну їх енергії:

Знаючи величину еквівалентної маси і швидкість фотонів (вона дорівнює швидкості світла), можна визначити імпульс фотонів: Р = hv / с.

Після цього слід використовувати фундаментальні закони збереження імпульсу і енергії, щоб розрахувати енергію і імпульс вилітає електрона або імпульс і частоту розсіяного кванта.

За відкриття і пояснення ефекту, настільки наочно демонструє корпускулярні властивості динамічних електромагнітних полів, Артуру Комптон в 1900 р була присуджена Нобелівська премія з фізики.

Кілька років тому при дослідженні релятивістських викидів плазми з області Черних дір, був виявлений зворотний ефект Комптона. Він полягає в передачі енергії від високоенергетичних електрона плазми кванту мікрохвильового електромагнітного випромінювання. В результаті взаємодії електрон втрачає, а квант набуває енергію. Нз області мікрохвильового діапазону такі кванти переходять в область рентгенівського і гамма-випромінювання.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >