Một Số Dạng Bài Tập Compton : - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Trang chủ >
Khoa học tự nhiên >
Vật lý >

Một số dạng bài tập Compton :

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (430.29 KB, 19 trang )

GiảiTa có+) Năng lượng photon tới : ε =hchc⇒λ =λε+) Công thức Compton: λ ′ − λ = λc (1 − cos ϕ )⇔ λc −hc= λc (1 − cos ϕ )ε⇔ cos ϕ =hc12,4==0,0638λc ε 0,0243.0,8.10 3 ϕ =50022’• Dùng định luật bảo toàn động lượng và công thức Compton, hãy tìm hệthức liên hệ giữa góc tán xạ ϕ và góc θ xác định hướng bay củap′electron.ϕGiảiTa cóppeoθffsfrsVới p ′ : động lượng photon tán xạdfp : động lượng photon tớirdpe : động lượng electronsgiật lùifrdsDựa vào hình vẽ , ta có :frdstg 14bHp ′. sin ϕtan θ =p − p ′. cos ϕ tan θ =hhh=ϕmà p =và p’= λ ′λ + 2λc . sin 2λ2λ .sin ϕϕ2 sin 2 (λ + λc )2ϕϕcos22ϕ2 sin 2 (λ + λc )22λ sin=ϕ2=λc1+λcot• Trong hiệu ứng Compton, hãy tìm bước sóng của photon tới biết rằngnăng lượng photon tán xạ và động năng electron bay ra bằng nhau khigóc giữa hai phương chuyển động của chúng bằng 900.Giải:Gọi Ke là động năng của electron .Theo đề , ta có :Ke =Theo trên ta có:hc hc hc= λ ′ = 2λλλ′ λ′λ ′ − λ = λc (1 − cos ϕ ) ⇔ λ = λc (1 − cos ϕ )= 2λc sin 2Dẫn thức liên hệ giữa ϕ và θ ,ta có : 2 góc này phụ nhau .ϕλϕ2tan θ == cot ϕ ⇔ tan (1 + c ) = tan ϕλ2λ1+ cλcot2tan ϕϕλcsin 2ϕ=1+=21−tanλϕ2cos 222Đặt sinϕλ== x22 2λ c15λc1= 2λ 2xϕ2Thế vào trên ta được : x2 =14Do đóλ =λ c 0,0243= 0,0122 (A0)=22sin 2ϕ 1=2 4 ϕ = 600(0 ≤ ϕ ≤ π )Các ứng dụng quan trọng của hiệu ứng Compton:1. Công nghệ dò tìm bom mìn:Công nghệ tán xạ phản hồi tia X được phát triển trên nền tảng hiệuứng tán xạ Compton.Hình 1: kết cấu máy dò mìnCụ thể khi những hạt photon của tia X có năng lượng trong khoảng0,5MeV đến 3,5MeV tác động với điện tử trong một vật liệu bất kỳ đườngđi của tia photon khi gặp môi trường không đồng nhất sẽ bị thay đổi.16Lòng đất thông thường có cấu tạo đồng đều, khi có bom, mìn, máydò công nghệ tán xạ phản hồi tia X lúc này sẽ thu nhận và tính toán cácthông số tín hiệu tia X phản hồi sau khi chúng tác động vào tín hiệu bom,mìn, vật nổ nằm trong lòng đất và hiển thị chúng dưới dạng ảnh 2 chiều.Công nghệ tán xạ phản hồi tia X là phương pháp chụp ảnh trực tiếpbởi tín hiệu tán xạ tương ứng với mật độ vật liệu.Kết cấu máy dò gồm: Bộ phận phát tia X; bộ phận thu nhận tín hiệunăng lượng tia X tán xạ đa kênh.Những ưu điểm chính của công nghệ tán xạ phản hồi tia X là: Xácđịnh được hình dạng, độ sâu vật thể; phát hiện được các loại vật nổ phikim loại; phát hiện được vật nổ trong các điều kiện địa chất, thổ nhưỡngkhác nhau, trong lòng đất bị thực vật bao phủ. Tỷ lệ báo tín hiệu báo saithấp, hiệu suất dò tìm cao, độ phân giải ảnh cao.[4]2. Trong thiên văn học:Chế tạo kính thiên văn:Kính thiên văn tia gammaCompton sử dụng hiệu ứng tán xạCompton để phát hiện và vạch ra các tiagamma năng lượng cao.Những bức ảnh do Comptonchụp được cung cấp cho con người cáinhìn về sự bùng nổ các tia gamma trongvũ trụ.Hình 2: kính thiên văn Hubbleð Dựa vào đó, các nhà khoa học đã lập bản đồ phân bố mật độnăng lượng của dải thiên hà.17

Xem Thêm