elestischer Stoß zwischen Photon und Elektron
| Grundlagen: elastischer Stoß zwischen Photon und
Elektron Trifft ein Photon auf ein Elektron, so verhalten sich beide wie klassische Teilchen und führen einen elestischen Stoß aus. Dabei gelten die Impuls- und die Energieerhaltung. Unter Ausnutzung dieser beiden Erhaltungssätze fand Compton den nach ihm benannten Zusammenhang: Trifft ein Photon auf ein Elektron und führt einen elastischen Stoß aus, so nimmt seine Wellenlänge in Abhängigkeit vom Streuwnkel α um den folgenden Betrag zu: Δλ = |
|
Aufgabe:
1) Bestimmen Sie die Konstante vor der Klammer, die sogenannte Compton-
Wellenlänge λc. Führen Sie eine Einheitenrechnung durch.
Warum ist der Effekt bei sichtbarem Licht nicht zu beobachten?
2) Berechnen Sie die Wellenlängenänderung für ein Röntgenquant der Wellenlänge
6pm für alle Winkel in Schritten von 5°. Erstellen Sie ein Diagramm.
3) Berechnen Sie die Photonen-Impulse vor und nach dem Stoß und zeichnen Sie
ein Impulsdiagramm für den Winkel 110°. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit des
Elektrons und zeigen Sie, dass der Energieerhaltungssatz gilt.
Bestimmen Sie zwei weitere zeichnerische Lösungen und zeigen Sie, dass diese
den Energieerhaltungssatz verletzen.