Quantenphysik / Mikroobjekte - Josef Leisen - Studienseminar für ...

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1. Wechselwirkungskanäle
Z
Fotoeffekt
4. Fragen und Übungen zur Photon-Elektron-Wechselwirkung
Anzahl der
Ereignisse
COMPTON-Eeffekt
3. COMPTON-Experiment
Fotolinie
COMPTON-Verteilung
Paarbildung
2. Der COMPTON-Effekt
∆λ = λ C •( 1-cosϕ)
absorbierte Energie im Kristall
E
Ein Photon trifft auf ein Elektron der Hülle eines Atoms
und wechselwirkt (=Energie-Impuls-Austausch). Die
Ergebnisse dieser Wechselwirkung sind grundverschieden,
je nachdem, ob sich das Elektron:
(a) stark gebunden in der Innenhülle oder
(b) quasifrei in der Außenhülle befindet.
Das Verhältnis Photonenenergie/Bindungsenergie
bestimmt, welcher Effekt eintritt.
Den Impulsaustausch können Photon und Elektron beim
Fotoeffekt nicht 'unter sich alleine regeln', sondern es
bedarf des Atoms, das einen Teil des Impulses aufnimmt.
Fotoelektronen müssen deshalt relativ fest am
Atom gebunden sein (K-Schale). Bei den quasifreien
Elektronen des COMPTON-Effektes kann der Impulssatz
nur unter Aussendung eines neuen Photons geregelt
werden. COMPTON-Formel kann hergeleitet werden.
Entsprechend der experimentellen Ausrüstung kann
das Experiment mit dem Transmissionsverfahren nach
POHL mit dem Röntgengerät durchgeführt werden oder
mit Szintillisationsdetektoren.
Ggf. muss man auf das Experiment verzichten. Das
Experiment hat vornehmlich Bestätigungsfunktion.
Der COMPTON-Effekt hat in diesem Aufbau der
Quantenphysik vornehmlich eine Bestätigungs- und
Übungsfunktion.
Zu Übungszwecken gibt es reichhaltiges Material.
Eine Besprechung der Diagramme von Massenschwächungskoeffizienten
oder der Verteilungen bieten sich
an.