Efectul Compton

Efectul Compton

In afara de absorbtie cuantele gamma pot fi difuzate sau imprastiate de catre electronii legati in atomii mediului. Exista o difuzie elastica, numita imprastiere Thomson, in care frecventa nu se schimba, si mai exista imprastierea Compton in care fotonul transmite o parte din energia lui electronului de recul (electron slab legat in atom), modificandu-si frecventa. Aplicand legea conservarii energiei-impulsului pentru aceasta ciocnire elastica relativista, se obtine formula care exprima modificarea lungimii de unda:

(5.31)

unde este lungimea de unda Compton a electronului, iar cu indicele prim am notat lungimea de unda a radiatiei imprastiate.

Se poate intampla ca electronul ciocnit de catre cuanta gamma sa nu fie scos din atom, caz in care energia fotonului este preluata de catre atomul ca intreg. Modificarea frecventei este foarte mica si acest mod de interactiune se numeste imprastiere Rayleigh. Probabilitatea imprastierii Rayleigh este proportionala cu patratul numarului atomic, Z², iar cuantele gamma sunt imprastiate preponderant pe directia inainte. Probabilitatea imprastierii Thomson este constanta, iar cea a imprastierii Compton este data de formula Klein-Nishina-Tamm in cadrul electrodinamicii cuantice:

unde . La limita frecventelor mici se obtine sectiunea eficace de imprastiere Thomson: