Kompton ta'siri

Kompton effekti - elektromagnit nurlanishning erkin elektron tomonidan tarqalishi, nurlanish chastotasining pasayishi bilan birga (1923 yilda A. Kompton tomonidan kashf etilgan). Bu jarayonda elektromagnit nurlanish o'zini alohida zarrachalar - korpuskullar oqimi (bu holda elektromagnit maydon kvantlari - fotonlar) kabi tutadi, bu esa elektromagnit nurlanishning qo'sh - korpuskulyar-to'lqin - tabiatini isbotlaydi. Klassik elektrodinamika nuqtai nazaridan, chastotaning o'zgarishi bilan nurlanishning tarqalishi mumkin emas.
Kompton sochilishi - energiya E = hn = hc/ l (h - Plank doimiysi, n - elektromagnit to'lqinning chastotasi, l - uning uzunligi, c - yorug'lik tezligi) bo'lgan alohida fotonning erkin elektron tomonidan sochilishi va impuls p = E/s. Foton tinch holatda bo'lgan elektronga tarqalib, unga energiya va impulsning bir qismini o'tkazadi va harakat yo'nalishini o'zgartiradi. Tarqalish natijasida elektron harakatlana boshlaydi. Tarqalgandan keyin foton E energiyaga ega bo'ladi " = hn " (va chastotasi) tarqalishidan oldin uning energiyasidan (va chastotasidan) kamroq. Shunga ko'ra, tarqalishdan keyin foton to'lqin uzunligi l " ortadi. Energiya va impulsning saqlanish qonunlaridan kelib chiqadiki, fotonning sochilgandan so'ng to'lqin uzunligi 2 ga ortadi.
Bu yerda th - fotonning tarqalish burchagi, m e - elektron massasi h/m e c = 0,024 Å elektronning Kompton to'lqin uzunligi deyiladi.
Kompton sochilishida to‘lqin uzunligining o‘zgarishi l ga bog‘liq emas va faqat g-kvantning tarqalish burchagi th bilan aniqlanadi. Elektronning kinetik energiyasi munosabat bilan aniqlanadi

Elektron tomonidan g-kvantning tarqalishi uchun samarali kesma absorber materialining xususiyatlariga bog'liq emas. Xuddi shu jarayonning samarali kesmasi, atom boshiga, atom raqamiga (yoki atomdagi elektronlar soniga) mutanosib Z.
Komptonning tarqalish kesimi g-kvant energiyasi ortishi bilan kamayadi: s k ~ 1/E g .
Teskari Kompton effekti
Agar foton sochilgan elektron ultrarelyativistik Ee >> E g bo'lsa, bunday to'qnashuvda elektron energiyani yo'qotadi va foton energiya oladi. Bunday sochilish jarayoni yuqori energiyali g-kvantlarning monoenergetik nurlarini olish uchun ishlatiladi. Shu maqsadda lazerdan keladigan foton oqimi tezlatgichdan chiqarilgan yuqori energiyali tezlashtirilgan elektronlar nuri orqali katta burchaklarga tarqaladi. Yuqori energiya va zichlikdagi g-kvantlarning bunday manbai deyiladi L aser- E elektron - G amma- S bizning (oyoqlarimiz). Hozirgi vaqtda ishlayotgan LEGS manbasida to'lqin uzunligi 351,1 mkm (~0,6 eV) bo'lgan lazer nurlanishi 3 GeV energiyagacha tezlashtirilgan elektronlar tomonidan sochilishi natijasida 400 MeV energiyali g-nuriga aylanadi).
Tarqalgan fotonning energiyasi E g tezlashtirilgan elektron nurning tezligi v, energiya E g0 va lazer nurlanish fotonlarining elektron nurlari bilan to'qnashuv burchagi th, birlamchi va ph harakat yo'nalishlari orasidagi burchakka bog'liq. tarqoq fotonlar

To'qnashuvda

E 0 - elektronning o'zaro ta'sir qilishdan oldingi umumiy energiyasi, mc 2 - elektronning qolgan energiyasi.
Agar boshlang'ich fotonlarning tezliklari yo'nalishi izotropik bo'lsa, u holda tarqalgan fotonlarning o'rtacha energiyasi g munosabati bilan aniqlanadi.
g = (4E g /3) (E e /mc 2).
Relyativistik elektronlar mikroto'lqinli fon nurlanishi bilan sochilganda, energiya bilan izotrop rentgen kosmik nurlanishi hosil bo'ladi.
E g = 50-100 keV.
Tajriba foton to'lqin uzunligining bashorat qilingan o'zgarishini tasdiqladi, bu Kompton effekti mexanizmining korpuskulyar kontseptsiyasi foydasiga guvohlik berdi. Kompton effekti fotoelektr effekti bilan bir qatorda mikrodunyo zarralarining korpuskulyar-to'lqin tabiati haqidagi kvant nazariyasining dastlabki qoidalarining to'g'riligining ishonchli isboti bo'ldi.
Teskari Compton effekti haqida ko'proq ma'lumot olish uchun qarang.
Yorug'likning korpuskulyar xossalarining mavjudligi fotonlarning Kompton sochilishi bilan ham tasdiqlanadi. Effekt 1923 yilda ushbu hodisani kashf etgan amerikalik fizik Artur Xolli Kompton sharafiga nomlangan. U turli moddalarga rentgen nurlarining tarqalishini o'rgangan.