Угловое распределение фотонов
Спектр рассеянных фотонов
Полное сечение
|
=1: σ
σT
2E i
|
|
|
|
|
E 3m c2 2E 1
|
m c2
?1: σ
σT
e lni
8E m c2
2 .
e i e
Электроны отдачи
|
tg ψ
ctg
- 1
|
|
|
|
m c2
Т.е. электроны отдачи вылетают только в переднюю полусферу (ψ < π/2)!
Электроны отдачи (спектр)
Основные свойства Комптон- эффекта (КЭ)
•Сечение КЭ ~ Z (некогерентная сумма вкладов отдельных электронов);
•Сечение КЭ падает с ростом E:
≈ σ T, если E << m e c 2;
~ ln(E)/E, если E >> m e c 2;
•Ядерный вклад в сечение КЭ очень мал, т.к. классический электромагнитный радиус ядра
r = Z 2 e 2 /(M c 2 ) ~ 10 -3 -10 -4 r .
Раздел III.
Обратный эффект Комптона.
Комптоновское рассеяние на движущемся электроне может приводить к уменьшению длины волны -кванта (обратный эффект Комптона). Это явление можно использовать для преобразования светового излучения в достаточно монохроматическое и поляризованное -излучение. Кроме того, это явление возможно объясняет наличие изотропного рентгеновского и -фона во Вселенной (обратное комптоновское рассеяние реликтовых фотонов (T=2,7 K) на ультрарелятивистских электронах в космосе).
|
|
|
Пусть энергия фотона много меньше энергии электрона (E0 << E 0). Используем уже полученные результаты, переходя из системы покоя электрона в лабораторную систему, где электрон движется со скоростью v:
В случае лобового столкновения (θ = π) с рассеянием назад (φ = π) и v ≈ c:
|
|
Применение
|
Параметры установок с пучками обратных комптоновских фотонов
|
|
Установка | Ladone | Taladone | LEGS | GRAAL | LEPS |
Накопитель | Adone (Фаскати) | NSLS (Брукхэвен) | ESRF (Гренобль) | SPring-8 (Осака) | |
Энергия электронов, ГэВ | 1.5 | 1.5 | 2.5 | 6.04 | 8.0 |
Ток электронов, А | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.2 |
Энергия лазерных фотонов, эВ | 2.45 | 2.45 | 3.53 | 3.53 | 3.5 |
Энергия комптоновских квантов, МэВ | 5-80 | 35-80 | 180-320 | 550-1470 | 150-2400 |
Разрешение по энергии (FWHM), МэВ | 0.07-8 | 4-2 | 6 | 16 | 30 |
Интенсивность гамма- квантов, с-1 | 105 | 5.105 | 4.105 | 2.106 | 107 |
Раздел III.
Рождение пар.
При энергиях -кванта, превышающих значение 2mec 2 = 1,022 МэВ, становится энергетически возможным процесс рождения -квантом пары электрон- позитрон в поле ядра. Вся энергия - кванта передается образованной паре и ядру отдачи, т.е. он аннигилирует.
Рождение пар является доминирующим процессом взаимодействия с веществом - квантов с энергией ~ 100 МэВ и выше.
Историческая справка
|
|
|
Наблюдаемы только электроны с положительной энергией. "Незаполненные состояния с отрицательной энергией представляются как нечто с положительной энергией, потому что для того, чтобы они исчезли, необходимо внести туда один электрон
Поль Дирак
(Paul Adrien Maurice Dirac, 1902 — 1984)
с отрицательной энергией. Мы предполагаем, что эти незанятые состояния с отрицательной энергией суть протоны".
Дирак теоретически предсказал возможность рождения электрон-антиэлектронной пары из фотона достаточно большой энергии.
|
Дирак любил выражаться точно и требовал точности от других. Однажды на семинаре в конце длинного вывода докладчик обнаружил, что знак в окончательном выражении у него не тот. «Я в каком-то месте перепутал знак», – сказал он, всматриваясь в написанное. «Вы хотите сказать – в нечетном числе мест», – поправил с места Дирак.
|
|
В другой раз Дирак сам был докладчиком. Окончив сообщение, он обратился к аудитории: «Вопросы есть?». – «Я не понимаю, как вы получили это выражение», – спросил один из присутствующих. «Это утверждение, а не вопрос, – ответил Дирак. – Вопросы есть?»
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 142; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!