Fotonų sugertis, Komptono atatranka ir porų susidarymas
Fotoelektrinės sugerties metu fotonas perduodamas surištajam elektronui, kartu vykstant jono atatrankai ir relaksacijai; kai atatranka nereikšminga, išspinduliuoto elektrono kinetinė energija apytiksliai lygi hν−B.
Esminės žinios
Fotoelektrinės sugerties metu fotonas perduodamas surištajam elektronui, kartu vykstant jono atatrankai ir relaksacijai; kai atatranka nereikšminga, išspinduliuoto elektrono kinetinė energija apytiksliai lygi hν−B. Komptono sklaidos nuo iš pradžių rimties būsenos laisvojo elektrono atveju E′=E/[1+E(1−cosθ)/(m_ec²)]. Elektrono ir pozitrono porai susidaryti reikia energijos ne tik rimties energijai, bet ir atatrankai: iš pradžių rimties būsenos plikam M masės branduoliui, kuris lieka nepakitęs, E_thr=2m_ec²(1+m_e/M); labai sunkaus branduolio atveju ši vertė artėja prie 2m_ec².
Vertės ir lygtys
E′=E/[1+E(1−cosθ)/(m_ec²)]; E_thr=2m_ec²(1+m_e/M); T_photo≈hν−B
- E,E′,E_thr,T_photo,B
- Pradinė ir galutinė fotono energija, poros susidarymo slenkstis, fotoelektrono kinetinė energija ir teigiama ryšio energija J
- m_e,M
- Elektrono ir atatranką patiriančio branduolio masės kg
- c
- Šviesos greitis vakuume m s⁻¹
- h
- Planko konstanta J s
- ν
- Fotono dažnis Hz
- θ
- Išsklaidyto fotono kampas rad
Sąlygos ir taikymo ribos
- Komptono formulė remiasi prielaida, kad yra vienas laisvas rimties būsenos elektronas ir galioja reliatyvistinė fotono bei elektrono energijos ir impulso tvermė; atominis ryšys, pradinis judėjimas ir daugelio dalelių sistemos atsakas pakeičia šį modelį.
- Poros susidarymo slenkstis išplaukia iš mažiausios invariantinės masės M+2m_e fotono ir branduolio kanale, neatsižvelgiant į elektronų ryšį ar sužadinimą. Pavienis fotonas negali sukurti poros tuščiame vakuume išlaikydamas keturimpulsio tvermę; dviejų fotonų kanalai yra kitokie. Procesų intensyvumas priklauso nuo energijos ir medžiagos; nėra universalios dominavimo mažų, vidutinių ir didelių energijų srityse taisyklės.
Šaltiniai · 3
Šaltiniai
Šaltiniai išlaiko savo taikymo ribas. Vien nuoroda nepatvirtina kiekvieno teiginio patikrinimo.
- Introduction to Applied Nuclear Physics: chapter 8 (2012)Paola Cappellaro / MIT OpenCourseWarePaskaitų medžiaga · PDF
- University Physics 3: 6-3-the-compton-effectSamuel J. Ling, Jeff Sanny and William Moebs / OpenStax, Rice UniversityVadovėlio skyrius
- PDG: Kinematics (2025 edition)D. Miller, D. R. Tovey and J. D. Jackson / Particle Data GroupŽinynas · PDF
Pagrindimas ir peržiūra
Įvadas į taikomąją branduolinę fiziką: skyrius 8 (2012): poskyris 8.1.4, spausdinto leidinio puslapiai 117–119: atskiri fotoelektrinis, Komptono ir lauko padedami porų susidarymo procesai. Apytikslė energijos intervalų lentelė nelaikoma universalių slenksčių ar dominavimo aprašu. Universitetinė fizika 3: 6-3-the-compton-effect: lygtys 6.21–6.30: laisvo, iš pradžių rimties būsenos elektrono energijos ir impulso balansas bei bangos ilgio poslinkis; energijos išraiška yra algebriškai lygiavertė. Konkretiems pavyzdžiams būdingos energijos dalys neapibendrinamos. PDG: Kinematika (2025 leidimas): lygtis 49.3, spausdinto leidinio puslapis 1: invariantinė energija nejudančio taikinio atveju. Prilyginus krintančios dalelės masę nuliui, o mažiausią galutinę masę – M+2m_e, ir grąžinus c, išvedamas poros susidarymo slenkstis, atsižvelgiant į baigtinę atatranką.
2026-10-10 · Nepriklausoma DI redakcinė peržiūra: nepriklausomai perskaityti visi 136 unikalūs autorių parengti glausti fizikos teiginiai, visos hipotezės ir pateiktos lygčių, kintamųjų bei vienetų lentelės, visos 192 iš fizikos kilusios semantinės sąsajos, tiksli autoriaus atliktos 165 įrašų patikros matrica ir susieti išsaugoti konceptualūs teiginiai. Trys fizikos žyma pažymėti matavimo realizavimo įrašai perduoti pagrindinei matavimo peržiūrai. Mokslinių šaltinių tikrinimas apima tikslią autoriaus atliktą poskyrių patikrą, nepriklausomą viso glausto turinio bei semantikos peržiūrą ir toliau užregistruotas tikslines pakartotines pirminių šaltinių patikras; neteigiama, kad kiekvienas šaltinis nepriklausomai perskaitytas iš naujo visas. Nepriklausoma DI redakcinė peržiūra nėra žmogaus specialisto patvirtinimas ar eksperimentinis atkartojimas. Srities turinio sąrašas patvirtintas nepriklausomai peržiūrėjus du pridėtus juostų konstravimo metodus, patikrintus pagal šaltinius. Patvirtinimo įrašas: physics-independent-content-inventory-review.1.
Įrašo informacija
Nuolatinė nuoroda į šį įrašą ↗- Įrašo identifikatorius
- physics-photon-matter-interactions
- Versija
- university-core.1
- Struktūruotas žinyno įrašas
- Universitetinių pagrindų plėtra