Атомная и ядерная физика: Физический практикум по курсу "Физические основы квантовой электроники". Часть 1. Затрудина Р.Ш. - 46 стр.

UptoLike

Составители: 

46
ðîëü ýòîò ïðîöåññ íà÷èíàåò èãðàòü ïðè ýíåðãèè
γ
-èçëó÷åíèÿ ïî-
ðÿäêà 2 ÌýÂ. Â ïðîòèâîïîëîæíîñòü ôîòîýôôåêòó â èäåàëüíîì
ñëó÷àå êîìïòîíîâñêîå ðàññåÿíèå ïðîèñõîäèò èìåííî íà ñâîáîä-
íûõ ýëåêòðîíàõ. Ñòðîãî ãîâîðÿ, òàêèõ ýëåêòðîíîâ â âåùåñòâå
íåò, îäíàêî ïðè E
γ
>>I ýëåêòðîí ìîæíî ñ÷èòàòü ïðàêòè÷åñêè
ñâîáîäíûì. Â ðåçóëüòàòå êîìïòîíîâñêîãî ðàññåÿíèÿ âìåñòî ïåð-
âè÷íîãî ôîòîíà ñ ýíåðãèåé E
γ
ïîÿâëÿåòñÿ ðàññåÿííûé ôîòîí ñ
ýíåðãèåé E
γ
, âûáûâàþùèé èç ïåðâè÷íîãî ïó÷êà, à ýëåêòðîí,
íà êîòîðîì ïðîèçîøëî ðàññåÿíèå, ïðèîáðåòàåò êèíåòè÷åñêóþ
ýíåðãèþ E
å
= E
γ
E
γ
’. Èçìåíåíèå äëèíû âîëíû
γ
-êâàíòà ïðè êîìïòîíîâñêîì ðàññåÿíèè ðàâíî
()
λλ λ θ
'
−=
0
1 соs
.
Âåðîÿòíîñòü êîìïòîíîâñêîãî ðàññåÿíèÿ ïðîïîðöèîíàëüíà
÷èñëó ýëåêòðîíîâ â åäèíèöå îáúåìà, òî åñòü âåëè÷èíå nZ, ãäå
n — ÷èñëî àòîìîâ â åäèíèöå îáúåìà âåùåñòâà, è óáûâàåò ñ ðîñòîì
ýíåðãèè ôîòîíîâ, íî ìåäëåííåå, ÷åì âåðîÿòíîñòü ôîòîýôôåêòà
µ
γ
c
E
~
1
.
Êëàññè÷åñêîå ðàññåÿíèå. Ïðîèñõîäèò íà îòäåëüíûõ ýëåêòðî-
íàõ. Äëèíà âîëíû
γ
-êâàíòîâ ïðè òàêîì ðàññåÿíèè íå èçìåíÿåòñÿ.
Îáðàçîâàíèå ïàð. Ïðè ýíåðãèÿõ
γ
-êâàíòîâ, ïðåâûøàþùèõ
2
2
mc
e
=1,022 ÌýÂ, ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ïðîöåññ ïîãëîùå-
íèÿ
γ
-êâàíòîâ, ñâÿçàííûé ñ îáðàçîâàíèåì ýëåêòðîí-ïîçèòðîí-
íûõ ïàð. Ýòîò ïðîöåññ ïðîèñõîäèò ïðè âçàèìîäåéñòâèè ýëåêò-
ðîìàãíèòíîãî ïîëÿ ôîòîíà ñ ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì âñòðå÷-
íîé ÷àñòèöû (ýëåêòðîíà èëè ÿäðà). Ïðè ýòîì ôîòîí èñ÷åçàåò, à
åãî ýíåðãèÿ ïðåâðàùàåòñÿ â ýíåðãèþ ïîêîÿ äâóõ íîâûõ ÷àñòèö
è èõ êèíåòè÷åñêèå ýíåðãèè, à ÷àñòü ýíåðãèè ïåðåäàåòñÿ òîé
÷àñòèöå, â ïîëå êîòîðîé ýòîò ïðîöåññ ïðîèçîøåë:
Е m с mc ЕЕЕ
ееее
γ
=++++
−++
22
0
.
Âåðîÿòíîñòü ýòîãî ïðîöåññà ïðîïîðöèîíàëüíà Z
2
è ïðè óâå-
ëè÷åíèè ýíåðãèè
γ
-êâàíòîâ ñíà÷àëà áûñòðî ðàñòåò, à çàòåì ñêî-
ðîñòü âîçðàñòàíèÿ ïîñòåïåííî çàìåäëÿåòñÿ.
Ôîòîÿäåðíûå ðåàêöèè. Ïðè ýíåðãèè
γ
-êâàíòà âûøå ýíåðãèè
ñâÿçè íóêëîíîâ â ÿäðå âîçìîæåí ïðîöåññ ðàñùåïëåíèÿ àòîìíûõ
ÿäåð.