Ионизирующие излучения. Материалы к семинару

жүктеу 0,98 Mb.

бет	11/25
Дата	05.12.2022
өлшемі	0,98 Mb.
	#40467
түрі	Глава

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 25

Иoniziruyushchie izlucheniya

7.4.6. Эффект Комптона.

Эффект Комптона – это явление рассеяния квантов электромагнитного излучения на свободных или слабо связанных с атомами электронах.
Комптон в 1923 году установил экспериментально, что при рассеянии рентгеновских лучей наблюдается увеличение их длины волны (и, соответственно, уменьшение их частоты ). Наблюдавшиеся изменения длины волны излучения при рассеянии на разные углы φ объяснить с чисто волновых позиций оказалось невозможным.
Все становится на свои места, если признать равноправными частицами:
- электрон, с массой m_e, импульсом P = m_eV и энергией E = m_eV²/2,
- квант, с импульсом P = hν/c и энергией E = hν.
Задача об их упругом столкновении и о возможных последствиях этого столкновения для них обоих – это задача на совместное применение законов сохранения энергии и импульса. Она напоминает задачу об упругом столкновении биллиардных шаров.
Схема взаимодействия «квант – свободный электрон» представлена на рис.8.

Рис.8. Слева – квант и электрон до взаимодействия; справа – после него.

Результаты взаимодействия таковы:

1. Энергия вторичного кванта hν^/ меньше энергии первичного кванта hν, на величину кинетической энергии m_eV²/2, обретенной электроном (такие электроны называются электронами отдачи).
2. Если кинетическая энергия электрона отдачи достаточно велика, он может ионизировать соседние атомы, создавая при этом вторичное рентгеновское излучение.
3. Первичный квант hν при комптоновском рассеянии не может полностью передать всю свою энергию электрону. Квант постепенно теряет свою энергию, меняя направление при каждом очередном взаимодействии. Количество актов рассеяния квантов может исчисляться десятками. Траектория блуждающего кванта – это непредсказуемая ломаная линия. Рано или поздно квант растеряет энергию настолько, что для него наиболее вероятным взаимодействием станет фотопоглощение. Каковы вероятности комптоновского рассеяния и фотопоглощения для различных значений энергии рентгеновских квантов, можно видеть в таб. 1.

Табл. 1. Вероятности процессов рассеяния и поглощения рентгеновских квантов, в зависимости от их энергии.
Поглощающая среда – мягкие ткани.

жүктеу 0,98 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 25