康普顿散射实验介绍ppt课件
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康普顿散射实验报告一. 实验目得1、学会康普顿散射效应得测董技术;2、验证康普顿散射得丫光子能量及微分截面与散射角得关系。
二. 实验原理1 •康普顿散射康普顿效应就是射线与物质相互作用得三种效应之一。
康普顿效应就是入射光子与物质原子中得核外电子产生非弹性碰撞而被散射得现象。
碰撞时,入射光子把部分能量转移给电子,使它脱离原子成为反冲电子,而散射光子得能量与运动方向发生变化。
当入射光子与电子发生康普顿效应时,如图1所示,其中〃y就是入射丫光子得能量9hv f就是散射y光子得能量,&就是散射角就是反冲电子,0就是反冲角。
由于发生康普顿散射得/光子得能量比电子得束缚能要大得多,所以入射得y光子与原子中得电子作用时,可以把电子得束缚能忽略,瞧成就是自由电子,并视散射发生以前电子就是静止得,动能为0,只有静止能量nhc2o散射后,电子获得速度匕此时电子得能量E = nic1 = n\}c2 / J1-0’,动量为〃沖=n\}v! J1_0,,其中J3 = v/c, c 为光速。
用相对论得能量与动董守恒定律就可以得到n\}c2 + hv = / Jl-0,+ hv f(1)hv/c = 7??0vcos ① / Jl-0,+ hv' cos 6/c(2) 式中"y /c就是入射Y光子得动量,hv f /c就是散射Y光子得动董。
hv9 sin0/c = w o vsin ① / Jl-0‘(3) 由式(1)、(2)、(3)可得出散射y光子得能量心 _______ ⑷1 +丄Z(l —COS&)叫L此式就表示散射/光子能量与入射y光子能量、散射角得关系。
2 •康普顿散射得微分截面康普顿散射得微分裁面得意狡就是:一个能量为力1/得入射y光子与原子中得一个核外电子作用后被散射到0方向单位立体角里得几率(记作也色,单位:cm2/单位立体角)为da(O)/• Itv'yJiv ltv f・ o 心----- =丄(——)'(―-+ ——一siir 0)----- (5) dO 2 hv Itv9 hv 式中门二2、818X10 13cm,就是电子得经典半径,式(5)通常称为“克来茵一仁科”公式,此式所描述得就就是微分截面与入射y光子能量及散射角得关系。