wd wp Пошук: ⬜

Эфект Комптана

Эфект Комптана (Комптан-эфект, комптанаўскае рассейванне) — няпругкае рассейванне фатонаў на свабодных электронах. Эфект суправаджаецца змяненнем частаты фатонаў, частка энергіі якіх пасля рассейвання перадаецца электронам. Знойдзены амерыканскім фізікам Артурам Комптанам ў 1923 годзе ў эксперыментах з рэнтгенаўскім выпраменьваннем. У 1927 Комптан атрымаў за гэта адкрыццё Нобелеўскую прэмію па фізіцы.

Пры рассеянні фатона на электроны, якія спачываюць, частоты фатона

  ν

{\displaystyle \ \nu }

и

 

ν ′

{\displaystyle \ \nu ‘}

(да і пасля рассейвання адпаведна) звязаныя суадносінамі:

ν ′

= ν

1

1 +

h ν

m

e

c

2

( 1 − cos ⁡ Θ )

,

{\displaystyle \nu ‘=\nu ;{1 \over {1+{h\nu \over {m_{e}c^{2}}}(1-\cos \Theta )}},}

дзе

  Θ

{\displaystyle \ \Theta }

 — вугал рассейвання (вугал паміж напрамкамі распаўсюджвання фатона да і пасля рассейвання).

Перайшоўшы да даўжыні хваль:

 

λ ′

− λ

λ

k

( 1 − cos ⁡ Θ ) ,

{\displaystyle \ \lambda ‘-\lambda =\lambda _{k}(1-\cos \Theta ),}

дзе

λ

k

=

h

m

e

c

{\displaystyle \lambda _{k}={h \over {m_{e}c}}}

 — комптанаўская даўжыня хвалі электрона, роўная

λ

k

= 2 , 4263 ⋅

10

− 12

{\displaystyle \lambda _{k}=2,4263\cdot 10^{-12}}

м.

Памяншэнне энергіі фатона ў выніку комптанаўскага рассейвання называецца комптанаўскім зрухам. Тлумачэнне эфекту Комптана ў рамках класічнай электрадынамікі немагчыма, бо рассейванне электрамагнітнай хвалі на зарадзе (томсанаўскае рассейванне) не мяняе яе частаты.

Эфект Комптана з’яўляецца адным з доказаў справядлівасці карпускулярна-хвалевага дуалізму мікрачасціц і пацвярджае існаванне фатонаў.

Зваротны эфект Комптана

Эфектам, адваротным эфекту Комптана, з’яўляецца павелічэнне частаты святла, якое перажывае рассейванне на рэлятывісцкіх электронах, якія маюць энергію вышэй, чым энергія фатонаў. Гэта значыць, у працэсе такога ўзаемадзеяння адбываецца перадача энергіі ад электрона фатону.

Энергія рассеяных фатонаў вызначаецца выразам [1]:

ε

1

=

4 3

ε

0

K

m

e

c

2

{\displaystyle \varepsilon _{1}={\frac {4}{3}}\varepsilon _{0}{\frac {K}{m_{e}c^{2}}}}

дзе

ε

1

{\displaystyle \varepsilon _{1}}

и

ε

0

{\displaystyle \varepsilon _{0}}

энергія рассейванага і падальнага фатонаў адпаведна, K — кінетычная энергія электрона.

Зваротны эфект Комптана адказны за рэнтгенаўскае выпраменьванне галактычных крыніц, рэнтгенаўскі складнік рэліктавага фонавага выпраменьвання (эфект Сюняева — Зяльдовіча), трансфармацыю плазменных хваль у высокачастотныя электрамагнітныя хвалі [2].

Гл. таксама

• Томсанаўскае рассейванне

Зноскі

1. ↑ Эфект Комптана — артыкул з Фізічнай энцыклапедыі
2. ↑ Эфект Комптана — артыкул з БСЭ

Спасылкі

• Демонстрация эффекта Комптона на модели экспериментальной установки Архівавана 2 студзеня 2013.

Тэмы гэтай старонкі (5):
Катэгорыя·Рассейванне святла
Катэгорыя·Атамная фізіка
Катэгорыя·Электрамагнітныя з’явы
Катэгорыя·Квантавыя з’явы
Катэгорыя·Фізічныя эфекты і з’явы