Στα παρακάτω σχήματα βλέπουμε δυο γραφικές παραστάσεις (I) και (ΙΙ) της έντασης ανά μονάδα μήκους της σκεδαζόμενης μονοχρωματικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ, σε συνάρτηση με το μήκος κύματος, σε ένα πείραμα που μελετάμε το φαινόμενο Compton. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία έχει μήκος κύματος λ και οι κατανομές της έντασης έχουν ληφθεί για δύο διαφορετικές γωνίες σκέδασης.

i) Ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή και γιατί; Μπορείτε να εξηγήσετε γιατί εμφανίζονται δυο κορυφές;

α) Η κορυφή α αντιστοιχεί σε σκεδαζόμενη ακτινοβολία από χαλαρά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια ενώ η κορυφή β σε σκεδαζόμενη ακτινοβολία από ισχυρά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια του στόχου.

β) Η κορυφή β αντιστοιχεί σε σκεδαζόμενη ακτινοβολία από χαλαρά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια ενώ η κορυφή α σε σκεδαζόμενη ακτινοβολία από ισχυρά συνδεδεμένα ηλεκτρόνια του στόχου.

γ) Και οι δύο κορυφές αντιστοιχούν σε σκέδαση από ελεύθερα ηλεκτρόνια του στόχου.

ii) Αν ξέρουμε ότι οι γραφικές παραστάσεις αντιστοιχούν σε γωνίες σκέδασης 60⁰ ή 90⁰, να αντιστοιχίσετε τις γωνίες με τις γραφικές παραστάσεις, εξηγώντας την επιλογή σας.

iii) Η ποσότητα  λ_C = h/mc που βρίσκεται στην εξίσωση του Compton, λέγεται μήκος κύματος Compton. Υπολογίστε το μήκος κύματος Compton και το μήκος κύματος λ της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.

iv) Στην περίπτωση της σκέδασης του φωτονίου κατά 60⁰:

α) βρείτε την ορμή του εκδιωχθέντος ηλεκτρονίου. Δίνεται η σταθερά του Planck h = 6,6∙10^-34Js.

β) βρείτε την κινητική ενέργεια του εκδιωχθέντος ηλεκτρονίου. Για την ενέργεια των φωτονίων χρησιμοποιείστε τον τύπο: Ε_ph =(1240eV∙nm / λ) → eV  

v) Ποιο ποσοστό της ενέργειας του φωτονίου πήρε το ηλεκτρόνιο;

Απάντηση 

Απάντηση