Эфект Комптана

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Квантавая механіка
\Delta x\cdot\Delta p_x \geqslant \frac{\hbar}{2}
Прынцып нявызначанасці Гейзенберга
Уводзіны
Матэматычныя асновы
Гл. таксама «Фізічны партал»


Эфект Комптана (Комптан-эфект, комптанаўскае рассейванне) - няпругкае рассейванне фатонаў на свабодных электронах. Эфект суправаджаецца змяненнем частаты фатонаў, частка энергіі якіх пасля рассейвання перадаецца электронам. Знойдзены амерыканскім фізікам Артурам Комптанам ў 1923 годзе ў эксперыментах з рэнтгенаўскім выпраменьваннем. У 1927 Комптан атрымаў за гэта адкрыццё Нобелеўскую прэмію па фізіцы.

Выява да эфекта Комптана

Пры рассеянні фатона на электроны, якія спачываюць, частоты фатона \ \nu и \ \nu' (да і пасля рассейвання адпаведна) звязаныя суадносінамі:

\nu'=\nu\;{1\over {1 + {h\nu\over {m_ec^2}}(1-\cos\Theta)}},

дзе \ \Theta - вугал рассейвання (вугал паміж напрамкамі распаўсюджвання фатона да і пасля рассейвання).

Перайшоўшы да даўжыні хваль:

\ \lambda'-\lambda=\lambda_k(1-\cos\Theta),

дзе \lambda_k={h\over {m_ec}}комптанаўская даўжыня хвалі электрона, роўная \lambda_k=2,4263 \cdot 10^{-12} м.

Памяншэнне энергіі фатона ў выніку комптанаўскага рассейвання называецца комптанаўскім зрухам. Тлумачэнне эфекту Комптана ў рамках класічнай электрадынамікі немагчыма, бо рассейванне электрамагнітнай хвалі на зарадзе (томсанаўскае рассейванне) не мяняе яе частаты.

Эфект Комптана з'яўляецца адным з доказаў справядлівасці карпускулярна-хвалевага дуалізму мікрачасціц і пацвярджае існаванне фатонаў.

Зваротны эфект Комптана[правіць | правіць зыходнік]

Эфектам, адваротным эфекту Комптана, з'яўляецца павелічэнне частаты святла, якое перажывае рассейванне на рэлятывісцкіх электронах, якія маюць энергію вышэй, чым энергія фатонаў. Гэта значыць, у працэсе такога ўзаемадзеяння адбываецца перадача энергіі ад электрона фатону.

Энергія рассеяных фатонаў вызначаецца выразам [1]:

\varepsilon_1 = \frac{4}{3}\varepsilon_0\frac{K}{m_e c^2}

дзе \varepsilon_1 и \varepsilon_0 энергія рассейванага і падальнага фатонаў адпаведна, K - кінетычная энергія электрона.

Зваротны эфект Комптана адказны за рэнтгенаўскае выпраменьванне галактычных крыніц, рэнтгенаўскі складнік рэліктавага фонавага выпраменьвання (эфект Сюняева - Зяльдовіча), трансфармацыю плазменных хваль у высокачастотныя электрамагнітныя хвалі [2].

Зноскі

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]