Рассеяние у-лучей. Эффект Комптона

Рассеяние у-лучей. Эффект Комптона [c.244]

Как уже указано, можно рассчитать взаимные направления электронов и рассеянных лучей, необходимые для классического объяснения явления Комптона при помощи эффекта Допплера. С другой стороны, можно вычислить это распределение направлений электронов и фотонов по теории упругих столкновений. Э-ги две точки зрения приводят к разным результатам. Упомянутые опыты свидетельствуют в пользу квантовой теории явления, так что объяснение его с помощью аспекта Допплера следует признать неудовлетворительным. Таким образом, явление Комптона, подобно основным законам фотоэффекта, говорит в пользу представления о фотонах. [c.656]

Но при рассеянии под данным углом 0 величина Д . не зависит от %. Поэтому эффект Комптона не существен для длинноволнового излучения, когда (например, для света и даже мягких рентгеновских лучей), и, наоборот, играет большую роль для коротковолнового у-излучения, когда ДА, Я. Разрешая выражение (23.16) относительно v, получим формулу для энергии кванта, рассеянного на угол 0 [c.248]

Эффект Комптона состоит в изменении длины волны рентгеновских лучей, происходящем при их рассеянии в веществе. Схема опыта Комптона приведена на рис. 27.1. Выделяемый диафрагмами 1 и 1 узкий пучок рентгеновского излучения направляется на рассеивающее вещество 2. Спектральный состав рассеянного излучения исследуется с помощью рентгеновского спектрографа, со- [c.178]

Следует отметить, что указанные особенности эффекта Комптона относятся к рассеянию не очень жестких лучей на веществе с малым атомным номером (например, литий, бор, углерод, алюминий), имеющем электроны, относительно слабо связанные с ядром атома. По мере увеличения атомного номера все большая часть излучения рассеивается без изменения длины волны. [c.180]

Описанные особенности эффекта Комптона легко объяснить, если считать, что рентгеновское излучение имеет чисто квантовую природу, т. е. представляет собой поток фотонов. Тот факт, что все легкие атомы ведут себя одинаково, позволяет предполагать, что процесс рассеяния сводится к столкновению фотонов с электронами. Действительно, в таких атомах связь электронов с ядром слаба и под действием рентгеновских лучей электроны легко отделяются от атома. Поэтому эффект Комптона можно в первом приближении рассматривать как рассеяние рентгеновских лучей свободными электронами. [c.180]

В легких атомах доля слабо связанных с ядром электронов достаточно велика, поэтому эффект Комптона на таких атомах наблюдается. Смещенная линия в спектре рассеянных рентгеновских лучей имеет в данном случае интенсивность, превышающую интенсивность несмещенной линии, обусловленной рассеянием на сильно связанных электронах. По мере перехода ко все более тяжелым атомам уменьшается [c.77]

Комптоновская длина волны. При рассеянии рентгеновских лучей на свободных электронах происходит изменение длины волны, обусловленное обменом энергией и импульсом между фотоном и электроном (эффект Комптона). Это изменение определяется формулой [c.282]

Рентгеновский луч также может быть поглощен в кристалле посредством неупругих процессов, связанных с фотоионизацией электронов атомов и с комптоновским рассеянием. При фотоэффекте квант рентгеновского излучения поглощается и электрон покидает атом. Эффект Комптона заключается в рассеянии электроном кванта рентгеновского излучения (рентгеновского фотона) фотон теряет энергию и электрон покидает атом. Глубина проникновения рентгеновского пучка (см. [14]) зависит от природы твердого тела и от энергии рентгеновского фотона, но, как правило, составляет примерно 1 см. Дифрагированный пучок при отражении Брэгга обычно будет образовываться на значительно меньшем расстоянии, возможно, на расстоянии от 10 до 10 см в идеальном кристалле. [c.103]

Рассмотрим теперь эффект Комптона в нерелятивистском случае. В опыте обычно используются рентгеновские лучи, энергия кванта которых порядка 10 кэв, и измеряется число фотонов, рассеянных на угол 0, При [c.265]

Гамма-лучи (и рентгеновские лучи) передают свою энергию через фотоэффект, комптон-эффект и процесс образования пар. При взаимодействии Y-квантов с энергией 0,1—10 Мэе с материалами, состоящими из элементов с низкими атомными номерами (углерод, водород), преобладает комптон-эффект. При комптоновском рассеянии у-квант, взаимодействуя с электронами, передает им часть своей энергии. Образовавшийся свободный электрон обладает значительной кинетической энергией, которую он расходует на последующую ионизацию вещества. [c.11]

Накопленные в последние годы экспериментальные доказательства, по-видимому, решительно свидетельствуют в пользу действительного существования световых квантов. Кажется все более и более правдоподобным, что фотоэлектрический эффект, являющийся основным механизмом обмена энергией между излучением и материей, всегда подчиняется эйнштейновскому закону фотоэффекта. Опыты по фотографическим действиям света и недавние результаты А. Комптона об изменении длины волны рассеянных рентгеновских лучей было бы трудно объяснить без использования представления о световых квантах. С теоретической стороны представления Бора, которые подтверждаются столь многими экспериментальными доказательствами, основаны на том постулате, что атомы могут испускать или поглощать лучистую энергию частоты V только ограниченными количествами, равными /г к теория Эйнштейна флуктуаций энергии в черном излучении также с необходимостью приводит к подобным представлениям. [c.631]

Все эти методы наблюдения Р. р. г.-л. подробно рассмотрены в обзорах [2—4]. Для наблюдения Р.р.г.-л. удается использовать также у-лучи, испускаемые ядрами при захвате тепловых нейтронов [5], и у-лучи, рассеянные путем комптон-эффекта под определенным [c.400]

Рассеяние у лучеи. Эффект Комптона Ч Взаимодействие у-лу-чей с веществом может приводить к их рассеянию без поглощения. Рассеяние может быть двух видов когерентное рассеяние без изменения длины волны и некогерентное рассеяние с изменением длины волны. [c.147]

При рассмотрении механизма рассеяния предполагалось, что фотон сталкивается со свободным электроном. Для легких атомов и периферических, слабо связанных электронов такое допущение вполне оправдано, так как энергия связи электрона ничтожно мала по сравнению с энергией фотона рентгеновских лучей. Но внутренние электроны, особенно в тяжелых атомах, связаны настолько прочно, что их уже нельзя рассматривать как свободные. Поэтому при столкновении фотон обменивается энергией и количеством движения с атомом в целом. Учет этого обстоятельства объясняет ряд особенностей эффекта Комптона и в первую очередь наличие несмещенной линии, а также соотношение интенсивностей смещенной и несмепщнной линий. [c.182]

По теории эффекта Комптона одновременно с рассеянием кванта должно иметь место и отбрасывание электрона со скоростью v (электрон отдачи). Действительно такие электроны удалось наблюдать по методу камеры Вильсона, так как скорость этих электронов достаточна, чтобы вызвать ионизацию воздуха. Комптон и Саймон (1925 г.), пользуясь этим методом, изучили распределение направлений первичных и рассеянных квантов и электронов отдачи. Результаты оказались в полном согласии с приведенной теорией столкновения, расхождение между опытным и теоретическим определением направления полета электрона лежало в пределах О—20 , что следует считать весьма удовлетворительным для этого трудного опыта. Описанный опыт, так же как и специальный опыт Боте (1925 г.) показали, что акт рассеяния и акт электронной отдачи локализованы и в пространстве и во времени, как два совпадающих акта, что заставляет признать описываемый процесс элементарным, а не статистическим. На основании этих уже опытных данных следует считать неудовлетворительным классическое истолкование изменения длины волны при рассеянии, как результат явления Допплера, т. е. рассеяние электронами, приведенными в достаточно быстрое движение. Наоборот, с данными опыта вполне согласуется развитая квантовой механикой теория рассеяния рентгеновских лучей свободными электронами. Она не только подтверждает выводы, полученные при помощи упрощенного рассмотрения явлений на основании гипотезы световых квантов, но и приводит к количественным заключениям относительно интенсивности рассеянного света (Дирак, 1926 г., и Клейн и Ниши-на, 1929 г., применившие новую релятивистскую квантовую механику Дирака). Установленная этими теориями зависимость коэфициента рассеяния от направления наблюдения и длины волны хорошо подтверждается измерениями в весьма широком HHTepBajfe частот, вплоть до очень жестких у-лучей. В области наиболее коротких волн (см. Носмические лучи) формула Дирака-Клейн—Нишина дает пока единственно применимый, хотя и не вполне надежный, метод определения длины волны (Милликен, 1927 г.). [c.71]

Наличие рассеянных (в т о р и ч н ы х) Р. л. указывает на необходимость работающим с Р. л. защищать себя от действия не только прямого пучка Р. л., но и от вторичных лучей, рассеянных предметами, на к-рые падают пе рвйчныеР.л. (напр, стены). Спектральный состав вторичных Р. л. в основе совпадает с составом первичных, отличаясь однако рядом особенностей. В спектре вторичных лучей кроме линий, имеющихся в спектре первичных, заметны линии, несколько смещенные в сторону длинных волн (эффект Ком-пт о н а), а также линии, характерные для рассеивающего вещества (радиатора). Эффект Комптона объясняется с квантовой точки зрения след, образом. Столкновение кванта с электроном рассматривается как столкновение упругих шариков. Если электрон слабо связан, то по законам упругого удара он испытает явление отдачи и вылетит за пределы атома (электроны отдачи). Отразившийся от него квант потеряет при этом часть энергии, а так как энергия кванта е связана с частотой соотношением то длина волны Л должна при этом увеличиться. Изменение АЯ (в А) связано с углом рассеяния 6 соотношением [c.309]

При экспериментальном исследовании этого явления, впервые пpoвeдe п oм Комптоном (1922 — 1923), было установлено, что наряду с закономерностями, хорошо объясняемыми электромагнитной теорией (поляризация рассеянного излучения и его интенсивность), наблюдаются эффекты, истолкование которых в рамках этой теории невозможно. Так, например, было обнаружено появление спутника у основной линии, совпадающей по длине волны с облучающими 8.26. Эффект Компто-объект характеристическими лучами. Ока- на на Х-линии молиб-залось, что смещение ДХ этого спутника не [c.447]

Упругое рассеяние (комптон-эффект). Рассеяние рентгеновых и гамма-лучей является процессом, похожим на рассеивание света мутной средой разница здесь лишь в том, что. мутность среды для света определяется достаточно крупными взвешенными частицами, тогда как для рентгеновых и гамма-лучей вследствие малой длины их волны любая среда является мутной . В этом случае рассеивающими центрами являются электроны вещества [Л. 6]. [c.215]

Таким образом, при комптон-эффекте одна часть энергии первичного пучка излучения поглощается электронами, другая часть теряется в результате рассеяния. Доля поглощенной и рассеянной энергии первичного пучка рентгеновых и гамма-лучей оценивается линейными коэффициентами поглощения Оп и рассеивания сТр общий линейным коэффициент поглощения за счет комптон-эффекта [c.216]

При рассмотрении законов поглощения рентгеновых и гамма-лучей было показано, что при прохождении их через вещество излучения рассеиваются в результате комптон-эффекта. Рассеянное излучение изменяет качество снимка, снижает контрастность и четкость изображения, а следовательно, и чувствительность самого метода. Влияние рассеянного излучения на чувствительность схематически показано на рис. 4-69. [c.245]

Представление о Ф. возникло в ходе развития квант, теории и теории относительности (термин Ф. был введён амер. физико-химик ом Г. Н. Льюисом в 1929). В 1900 нем, физик М. Планк получил ф-лу для спектра теплового излучения абс. чёрного тела (см. Планка закон излучения), исходя из предположения, что излучение эл.-магн. волн происходит определёнными порциями — квантами , энергия к-рых может принимать лишь дискретный ряд значений, кратных неделимой порции — кванту где со — частота эл.-магн. волны. Развивая идею Планка, А. Эйнштейн ввёл гипотезу световых квантов, согласно к-рой эл.-магн. излучение само состоит из таких квантов, и на её основе объяснил ряд закономерностей фотоэффекта, люминесценции, фотохим. реакций. Построенная Эйнштейном спец. теория относительности (1905) создала предпосылки для того, чтобы считать эл.-магн. излучение одной из форм материи, а световые кванты — реальными элем, ч-цами. В опытах амер. физика А. Комптона но рассеянию рентг. лучей было установлено, что кванты излучения подчиняются тем же кинематич. законам, что и ч-цы в-ва, в частности квант излучения с частотой ш обладает также и импульсом Дсо/с (см. Комптона эффект). [c.826]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...