Эффект Комптона. 27. Основные понятия и формулы

27. Основные понятия и формулы

При взаимодействии потока электромагнитного излучения с веществом часть этого излучения рассеивается. В рассеянном излучении вместе с первоначальной длиной волны появляется новая длина волны , большая чем . Сдвиг волны рассеянного излучения получил название эффекта Комптона.

Схема опыта представлена на рис. 59, где РВ - рассеивающее вещество. Разность зависит только от угла q, образуемого направлением рассеянного излучения с направлением первичного пучка. От длины волны и от природы рассеивающего вещества Dl не зависит.

Эффект Комптона можно объяснить, рассматривая рассеяние как процесс упругого столкновения рентгеновских фотонов с практически свободными электронами (с квантовой точки зрения). Учитывая законы сохранения (энергии и импульса) при взаимодействии фотона со свободным электроном вещества, можно найти изменение длины волны рассеянного излучения:

где h - постоянная Планка; - масса покоя электрона; с - скорость света в вакууме.

Отношение м называется комптоновской длиной волны электрона. Иногда используют другое определение комптоновской длины волны

где .

Специальная теория относительности

Предполагается, что К¢ - система отсчета движется со скоростью V в положительном направлении оси х К -системы, причем оси х ' и х совпадают, а оси у ', z ' и у, z соответственно параллельны.

28. Относительная скорость движения систем

где - соответственно скорость К' -системы относительно К- системы; - скорость света в вакууме.

29. Преобразования Лоренца

где x, y, z и t – соответственно координаты и время в К -системе отсчета, x ¢, y ¢, z ¢ и t ¢ - соответственно координаты и время в К¢ -системе отсчета.

30. Пространственно-временной интервал - инвариантная величина

где - промежуток времени между двумя событиями 1 и 2, - расстояние между точками, где произошли эти события.

31. Лоренцево сокращение длины

Длина тела, движущегося со скоростью V относительно некоторой системы отсчета, связана с длиной тела, неподвижного в этой системе, соотношением

32. Лоренцево замедление хода движущихся часов

Промежуток времени D t в системе, движущейся со скоростью V по отношению к наблюдателю, связан с промежутком времени в неподвижной для наблюдателя системе соотношением

33. Преобразование скорости

где , , - проекции скорости тела в К -системе отсчета; , , - проекции скорости тела в К¢ -системе отсчета.

34. Преобразование ускорения

где , , и , , - соответственно проекции скорости и ускорения тела в К -сис-теме отсчета, , , и , , - соответственно проекции скорости и ускорения тела в К ¢-системе отсчета.