ів S. в якому роль дифракційної решітки грає кристал закріплений па поворотному столику.
В
Рис. 1. Схема експерименту Комптона
На основі результант експерименту було встановлено наступні особливості явища: 1) у розсіяному випромінюванні присутні, як первісна дліма хвилі збуджуючого випромінювання, як і довжина хвилі, зміщена в бік довгих хвиль; 2) величина зсуву залежить від кута розсіяння, а саме, вона зростає при збільшенні цього кута; 3) при збільшенні кута розсіяння інтенсивність незміщеної лінії падає, а інтенсивність смешенной лінії зростає; 4) величина зсуву не залежить від природи випромінюючого речовини, 5) при зростанні атомного номера випромінювального речовини інтенсивності незміщеної лінії зростає, а інтенсивність смешенной лінії падає.
На рис. 1.2 представлені криві розподілу інтенсивності в спектрі випромінюванні, розсіяного під деякими кутами
В
Рис. 1.2 Спектри розсіяного випромінювання
Пояснення ефекту Комптона було дано в 1923 плазуна Л. Комптоном і Дебаєм (незалежно один від одного) на основі квантових уявлень про природу випромінювання. Їли прийняти, що випромінювання не представляє собою потік фотонів, то ефект Комптона є результат пружного зіткнення рентгенівських фотонів з вільними електронами речовини. У легких атомом розсіюють речовин електрони слабо пов'язані з ядрами атомів, тому їх можна вважати вільними. У процесі зіткнення фотон передає електрону частину своєї енергії і імпульсу відповідно до законів збереження. p> Розглянемо зіткнення двох частинок - налітаючого фотона, що володіє енергій і імпульсом, з, що покоїться, енергія спокою якого дорівнює
В
Фотон, зіткнувшись з електроном, змінює напрямок руху (розсіюється). Імпульс фотона після розсіювання стає рівним, а його енергія Зменшення енергії фотона означає збільшення довжини хвилі. Енергія електрона після зіткнення відповідно до релятивістської формулою стає рівною
В
Де придбаний імпульс електрона. Закон збереження записується до вигляді
В
або
Закон збереження імпульсу
В
можна переписати у скалярній формі; якщо скористатися теоремою косинусів (см діаграму. рис. 1.3)
В В
Рис. 1.3 Діаграма імпульсів при пружному розсіянні фотона на спочиваючому електроні
З двох співвідношень, що виражають закони збереження та імпульсу, після нескладних перетворень і виключення величини ре можна отримати
В
Перехід від частот до довжин хвиль (,) призводить до виразу, яке збігається з формулою Комптона, отриманої з експерименту:
В
Таким чином, теоретичний розрахунок. виконаний на основі квантових уявлень, дав вичерпне пояснення ефекту Комптона і дозволив висловити Комптонівське довжину хвилі через фундаментальні константи, с і m:
В
Як показує досвід, в розсіяному випромінюванні поряд із зміщеною лінією з довжиною хвилі, спостер...
