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康普顿效应名词解释(康普顿效应)
- 生活消费
- 2022-09-02 13:20:15
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大家好,小必来为大家解答以上的问题。康普顿效应名词解释,康普顿效应这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
1、入射γ光子与原子中电子之间的弹性撞碰,碰撞后光子损失能量,改变其运动方向,而电子获得能量从原子中飞出去,这种现象称为康普顿效应,又称为康普顿散射。
2、从原子中飞出去的电子称为康普顿电子。
3、在康普顿效应中,入射γ光子并不消失,在束缚电子上,在自由电子上都可以发生。
4、正因为这样,康普顿效应在大多数情况下,在原子的外层电子上发生。
5、散射光子Pγ和康普顿电子Pe的能量关系如图1-2-4所示。
6、得到反冲电子的动能Ee:根据式(1-2-7)和式(1-2-8)看出,散射光子和反冲核的能量均与散射角有关。
7、当θ=0时,光子从电子旁边掠过而未受到散射,此时能量没有损失,即v=v0,在这种情况下反冲电子动能Ee=0。
8、当θ=180°时,入射光子被反散射回来。
9、这时入射光子正好与电子正碰,因而散射光子的能量损失最小,其值为:当入射光子的能量hv0 >> 0.51MeV时,向后散射的γ光子的能量大约为0.25MeV。
10、在θ=180°时,反冲电子获得的动能为最大,其值为:康普顿效应发生在γ光子和原子中“自由电子”之间,康普顿散射截面实际上是原子中电子散射截面。
11、整个原子的康普顿散射截面бc是原子中各个电子的康普顿散射截面的线性叠加,即бc=Zбc,e。
12、当入射γ光子能量很低时(hv0≈m0c2),康普顿效应的原子散射截面为:式中 γ0——经典电子半径,2.8×10-13cm。
13、此时,бc仅与Ζ成正比,与γ光子能量无关。
14、当入射γ光子能量较高时(hv0 >> m0c2):此时,бc与Z成正比,与γ光子能量近似成反比。
15、γ光子在通过单位距离物质时,其强度会变弱,通常用康普顿减弱系数μe表示。
16、μc与吸收体的原子序数Ζ和单位体积内的原子数成正比,即与吸收体内单位体积的电子数成正比,其公式为:式中 бc?e——每个电子的康普顿散射截面;ρ——介质密度;A——原子量;NA——阿佛加德罗常数,6.022045×1023。
17、当γ光子的能量hv0在0.25~2.5MeV范围内,бc?e可视为常数,而ZNAρ/ A是吸收介质单位体积中的电子数(电子密度),在一定条件下Z / A也可视为常数,故利用康普顿效应可测定介质的密度ρ。
18、五、电子对效应当γ光子从原子核旁边经过时,在原子核的库仑场作用下,γ光子转化为一个正电子e+和一个负电子e-,这种过程称为电子对效应。
19、产生电子对效应有两个条件,一是必须有原子核参加;二是γ光子的能量hv。
20、必须大于1.02MeV。
21、入射光子的能量除一部分转变为正负电子对的静止能量(1.02MeV)外,其余的就作为它们的动能。
22、关系式为:电子对效应的截面бP与吸收物质原子序数Z和入射光子能量有关。
23、在入射光子能量大于1.02MeV的任何范围内,бP与Z2 成正比。
24、γ光子通过单位距离的吸收介质时,因形成电子对效应,而导致γ射线强度减弱,用减弱系数μP表示,有经验公式:由式(1-2-15)看出,当入射γ光子的能量hv0 < 1.02MeV,μP为负值,即根本不可能形成电子对。
25、而当hv0 > 1.02MeV时,μP随着hv0的增加而直线上升,μP与原子序数Z2成正比关系。
26、重核因原子序数Z大,所以在重核附近形成电子对效应的几率比在轻核附近大得多。
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