Заказ №39131

Рассматривая особенности механизма комптоновского рассеяния, объяснить: 1) почему длина волны рассеянного излучения больше, чем длина волны падающего излучения; 2) наличие в составе рассеянного излучения «несмещенной» линии.

Решение

Эффектом Комптона называется изменение длины волны рентгеновского излучения при его рассеянии веществом, содержащим легкие атомы. Длина волны  излучения, рассеянного под углом  к направлению распространения первичного монохроматического излучения с длиной волны , больше  на величину , зависящую только от угла : , 2 2 sin 2       k    (1) где 2,43 10 м 12   k  постоянная величина, называемая комптоновской длиной волны электрона. Согласно квантовой теории, эффект Комптона является результатом упругого столкновения рентгеновского фотона со свободным или почти свободным электроном. При этом фотон передает электрону часть своей энергии и часть своего импульса в соответствии с законами сохранения энергии и импульса. Если первоначально электрон покоился, то из закона сохранения энергии следует, что , 2 2 2 2 4 h  m c  h   P c  m c (2) где   c  и      c  частоты падающего и рассеянного рентгеновского излучения, т – масса электрона, 2 m c  полная энергия электрона до столкновения, Р  импульс электрона, называемого после столкновения электроном отдачи, 2 2 2 4 P c  m c  полная энергия электрона отдачи. Уравнение (2) можно записать в виде                  m h c P h 2 2 2 . (3) Из закона сохранения импульса следует, что Pf P Pf       , или, в соответствии с рис.,