compton.. mal wieder < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | Ein enger Strahl von Photonen der Energie 750keV einer weit entfernten Quelle wird unter dem Winkel 45° auf eine sehr dünne Alufolie geschossen. Senkrecht über dem Auftreffpunkt des Strahls befindet sich ein nahezu punktförmiger Elektronendetektor so positioniert, dass er gleichzeitig zu jedem im Photodetektor registrierten gestreuten Photon auch ein Elektron im Elektronendetektor nachgewiesen wird.
a) Wie groß ist die Energie der detektierten Photonen und die kinetische Energie und der Impuls der Elektronen?
b) Unter welchem Winkel zur Alufolie treten die durch den Elektronendetektor nachgewiesenen Elektronen aus. |
Hallo,
1. Frage, macht ein Einfallswinkel beim Comptoneffekt überhaupt Sinn?? Der Comptoneffekt findet ja an schwach gebundenen Elektronen statt... Irgendwie bekomm ich nicht den 45° Winkel in meinen Betrachtungen unter.
Die Aufgabe war mal Klausuraufgabe... Es wäre super wenn ich da bis morgen was zu weiß :)
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 22:21 Di 06.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Nun ja...
der Compton-Effekt ist ja stark vereinfacht folgende Situation:
Ein Photon mit v=c prallt auf ein Elektron, das vergleichsweise ruhend ist.
Meine Vorstellung sagt mir, dass das Photon umso mehr Energie an das Elektron abgibt, je direkter, also gerader das Photon auf das Elektron prallt.
Zum Compton-Effekt habe ich folgende Formel:
Energiebilanz: [mm] h*f_{0}=E_{kin}+h*f
[/mm]
mit [mm] f_{0} [/mm] als Frequenz des auftreffenden Photons
f sei die Frequenz, die das Photon nach dem Auftreffen hat, und Ekin die Bewegungsenergie des gestreutetn Elektrons.
Desweiteren gilt:
[mm] \delta\lambda=\lambda_{c}*(1-cos(Phi)) [/mm] wobei [mm] \lambda_{c} [/mm] die Comptonwellenlänge ist.
Nun musst du noch aus den 45° Einstrahlwinkel den Streuwinkel berechnen und dann kannst du das dort einsetzen.
Slaín,
Kroni
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Hallo,
danke für deine Antwort, aber genau das ist das Problem in welcher beziehung steht denn dieser uminöse Einfallswinkel. Ich hab mir schon jede Menge Impulsdiagramme gezeichnet, nur leider sehe ich keine Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und dem Streuwinkel.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:34 Di 06.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Ich bin mir nicht zu 100% sicher, aber ich habe eine Vermutung:
Senkrecht über dem Auftreffpunkt des Strahls befindet sich ein nahezu punktförmiger Elektronendetektor so positioniert, dass er gleichzeitig zu jedem im Photodetektor registrierten gestreuten Photon auch ein Elektron im Elektronendetektor nachgewiesen wird.
Da steckt doch drin, dass das Elektron dann senkrecht zum Auftreffpunkt "wegfliegt", da der Elektronendetektor senkrecht zum Auftreffpunkt steht, und er nahezu punktförmig ist.
D.h. "sehe" ich Elektronen, so müssen diese senkrecht nach oben in Richtung detektor wegfliegen.
Slaín,
KRoni
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Ja genau ist mir auch unklar: Wie kann etwas senkrecht zu einen Punkt sein. Auf einem Punkt steht doch alles senkrecht!?!?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:38 Di 06.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Ja auf einem Punkt steht alles senkrecht.
Aber mach dir mal eine Skizze:
Da wirst du feststellen, dass es nur eine senkrechte Verbindungslinie von Auftreffpunkt Photon, d.h. Abflugpunkt des Elektrons und Elektronendetektor geben.
Slaín,
Kroni
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hmmm ich muss sagen das ich es noch nicht verstehe. Kannst du mal in bezug auf die alufolie beschreiben wo der Detektor sein soll?!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:46 Di 06.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Stell dir das ganze mal 2D vor.
Dann hast du eine Alufolie, einen Photon, welches ich mal einfach als "Linie" darstelle.
Diese "Linie" trifft nun irgendwo unter dem Winkel 45° auf die Alufolie.
Nun zeichnest du eine senkrechte zur Alufolie in eben diesem Auftreffpunkt des Photons.
Irgendwo auf dieser Senkrechten muss dann dein Detektor stehen.
Slaín,
Kroni
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Nur, um etwa Verwirrung zu nehmen: Diese tollen Winkel sollen ausschließlich angeben, daß man Photonen, die unter einem Winkel von 135° gestreut werden, beobachten will.
Statt der Folie könnte man auch ne Alu-Kugel benutzen, allerdings müßte man da die Winkel anders beschreiben.
Nochmal: Diese Winkel haben nichts mit der Geometrie des Targets zu tun!
Deine Aufgabe ist zunächst also folgende: Umrechnung der Strahlenergie in Wellenlänge, Abzug der mit der Compton-Formel für 135° berechneten Wellenlängenänderung, und wieder Umrechnung in Energie.
Die restlichen Dinge sollten dann kein Problem mehr sein, wenn du dir die Herleitung der Compton-Formel mal genauer anschaust.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:50 Di 06.02.2007 | | Autor: | phys1kAueR |
Jetzt isses mir klarer. Ich glaub ich weiß jetzt wie die Geometrie ist!
Danke an euch Beide!!!
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