Physics
Compton-Streuung
Ein Photon trifft ein freies Elektron und geht mit weniger Energie und größerer Wellenlänge weiter. Die Verschiebung hängt vom Winkel ab, nicht von der Energie.
Was passiert
Drei Pfeile, die sich zum Dreieck schließen: einfallendes Photon, gestreutes Photon, Elektron. Ihre Längen sind Impulse, das Schließen ist die Physik. Die Wellenlängenverschiebung ist die Compton-Wellenlänge mal (1 − cos theta) und hängt überhaupt nicht von der Einfallsenergie ab - eine klassische Welle hätte gar keine Verschiebung ergeben. Die violette Keule ist Klein-Nishina: wie wahrscheinlich jeder Winkel ist, nach vorn geneigt und umso mehr, je höher die Energie. Schieße Photonen, und das Histogramm wächst zu der Form, die ein echter Detektor sieht, mit der Kante an der Compton-Kante. Hier fliegen die Photonen einzeln und streuen in einen KEGEL, Polarwinkel nach Klein–Nishina, Azimut beliebig; der Detektor am Arm sieht nur, was in seinen eigenen 6°-Kegel fällt, sein Spektrometer baut einen Peak bei E′(θ) auf, der wandert, wenn man den Arm zieht, und seine Zählrate steigt, wenn man ihn nach vorn schwenkt – dieses Verhältnis ist die Keule aus Photonen.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen λ′ − λ = (h/m_e c)·(1 − cos θ) = 2.4263 pm·(1 − cos θ) E′ = E / (1 + (E/m_e c²)·(1 − cos θ)) cot φ = (1 + E/m_e c²)·tan(θ/2) dσ/dΩ = ½r₀²·(E′/E)²·(E′/E + E/E′ − sin²θ)
