2023-06-05
Длина волны падающего кванта равна $\lambda = 3 пм$. Какую энергию приобретает комптоновский электрон отдачи при рассеянии кванта под углом $\theta = 60^{ \circ}, 90^{ \circ}, 180^{ \circ}$?
Решение:
Формула Комптона:
$\lambda^{ \prime} - \lambda = 2 \lambda_{c} \sin^{2} \frac{ \theta }{2}$, где $\lambda_{e}$ - длина волны Комптона для электрона;
$\lambda_{c} = 2,4 \cdot 10^{-12} м$.
Закон сохранения энергии:
$\epsilon_{ф} + \epsilon_{e} = \epsilon_{ф}^{ \prime} + \epsilon_{e}^{ \prime}$, где $\epsilon_{e} = m_{e}c^{2}$, $m_{e}$ - масса покоя электрона
$\Rightarrow \epsilon_{e}^{ 0} = \epsilon_{e} + \epsilon_{e}^{ \prime} = \epsilon_{ф} - \epsilon_{ф}^{ \prime} =\frac{hc}{ \lambda } - \frac{hc}{ \lambda^{ \prime} }$,
$\epsilon_{e}^{ \prime} = hc \left ( \frac{1}{ \lambda } - \frac{1}{ \lambda +2 \lambda_{c} \sin^{2} \frac{ \theta }{2} } \right )$
а) $\theta = 60^{ \circ}, \sin^{2} \frac{ \theta }{2} = \frac{1}{4}, \epsilon_{e}^{0} = 118 эв$
б) $\theta = 90^{ \circ}, \sin^{2} \frac{ \theta }{2} = \frac{1}{2}, \epsilon_{e}^{0} = 184 эв$
в) $\theta = 180^{ \circ}, \sin^{2} \frac{ \theta }{2} = 1, \epsilon_{e}^{0} = 255 эв$