Problema 15.4.1

Radiazione avente lunghezza d’onda λ=1,000.10-10m subisce diffusione Compton in un campione di carbonio. La radiazione diffusa viene osservata in direzione normale a quella di incidenza.


Calcolare:


a) la lunghezza d’onda della radiazione diffusa;


b) l’energia cinetica e la direzione degli elettroni di rinculo.

Guarda la soluzione

Vedi Cap.15.4 Effetto Compton.


λ – λ
= 0,024 (1-cosθ) con la lunghezza d’onda misurata in A°


Poichè θ = 90° λ – λ0 = 0,024 . 10-10m

λ = 1,000 + 0,024 = 1,024 . 10-10m


Applicando il principio di conservazione dell’energia:   Ec = h (ν – ν)


ed essendo ν = c/λ   Ec = hc(1/λ – 1/λ)


h = 6,63 . 10-34 J   c = 3,00 . 108m/s

Ec = 6,63 . 10-34 3,00 . 108(1/1,000 – 1/1,024)1010 = 4,64 . 10-17 J


Ponendo Ec = mv2/2 (nell’espressione classica)


= 1,00 107m/s


Applicando il principio della conservazione della quantità di moto hν/c = hν/c + mv

mv . senφ
= (hν/c) . senθ   senφ = hνsenθ/cmv = h . senθ/mvλ


senφ = 6,63 . 10-34/1,024 . 10-10 . 0,91 . 10-301,00 . 107 = 0,705

φ = 44,8°


L’elettrone si muove in una direzione che forma un angolo φ=44,8° con la direzione d’incidenza.

Problema del Capitolo 15 - Interazione radiazione-materia (Fisica del XX secolo)

Problema di difficoltà: Alta