Compton-szórás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A fizikában a Compton-szórás vagy más néven a Compton-hatás a fény rugalmatlan szóródása anyagon, amely akkor lép fel, ha nagy energiájú elektromágneses sugárzás és anyagi közeg kölcsönhatásba kerül. A jelenség jellemzően egy röntgenfoton és egy atomi pályán tartózkodó, kötött elektron ütközésének leírásával magyarázható. A beérkező foton az energiájának egy részét az ütközés során átadja az atomból kilökődő Compton-elektronnak, és emiatt kisebb energiával, (nagyobb hullámhosszal) hagyja el az atomot, továbbá pályája is eltérülhet.

A jelenség rámutat arra, hogy pusztán klasszikus fizikai eszközökkel a fény-anyag kölcsönhatás leírása nem teljes, ugyanis a klasszikus Thomson-szórás nem írja le az alacsony intenzitású sugárzások szóródási folyamatainak hullámhosszfüggését. A Compton-hullámhossz határértéknek tekinthető, amelynél kisebb hullámhosszú (nagyobb energiájú) részecskék kvantummechanikai tulajdonságai figyelembe veendők.

A nevét Arthur Holly Compton amerikai fizikusról kapta, aki a jelenséget kísérletileg kimutatta, és amely munkájáért 1927-ben Fizikai Nobel-díjban részesült.[1]

Fizikai jellemzése[szerkesztés]

Arthur Compton röntgensugarakkal végzett szóródási kísérletek során vette észre, hogy a tárgyfelületen a sugarak megváltozott hullámhosszal és visszaverődési szöggel folytatják útjukat. A hullámhossz és az elhajlási szög közti összefüggésre érvényes:

ahol me az elektron tömege, c a fénysebesség, h a Planck-állandó, θ az elhajlási szög. Megjegyzendő, hogy a Compton-szórás jelenségét csak úgy lehet értelmezni, hogy az elektromágneses sugárzást részecskék áramának tekintjük, melyben így a fotonok rugalmatlan ütközést szenvednek az elektronokon. A foton hullámhossza az E = alapján nő, mivel energiája az ütközés során csökken. Természetesen itt is fennáll, hogy a folyamat csak abban az esetben mehet végbe, ha a foton energiája elég nagy, hogy az elektront az atomból kilökje. A fentebbi összefüggésből következik, hogy ha θ = 180°, akkor a szórt foton energiája minimális, a Compton-elektroné maximális.

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. The Nobel Prize in Physics 1927. www.nobelprize.org. (Hozzáférés: 2017. december 1.)

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Compton scattering című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

Források[szerkesztés]

Szakkönyvek[szerkesztés]

Tudományos közlemények[szerkesztés]

Tananyagok, ismeretterjesztő weblapok[szerkesztés]