Τι θα συμβεί αν χρησιμοποιείται ένα πρωτόνιο αντί του ηλεκτρονίου στο Compton Effect;
Εδώ είναι ο λόγος για τον οποίο το αποτέλεσμα Compton είναι πολύ λιγότερο σημαντικό για τα πρωτόνια:
* Διαφορά μάζας: Τα πρωτόνια είναι περίπου 1836 φορές βαρύτερα από τα ηλεκτρόνια. Αυτή η τεράστια διαφορά στη μάζα παίζει καθοριστικό ρόλο στο αποτέλεσμα του Compton. Η μεταφορά ενέργειας από το φωτόνιο στο φορτισμένο σωματίδιο εξαρτάται από τη μάζα του σωματιδίου.
* Μεταφορά ενέργειας: Η μεταφορά ενέργειας στο αποτέλεσμα Compton διέπεται από τον τύπο:
* Δe =hc/(λ ' - λ) =(h/m_e c) (1 - cos θ)
* Πού:
* Δe είναι η μεταφορά ενέργειας
* H είναι η σταθερά του Planck
* C είναι η ταχύτητα του φωτός
* λ 'είναι το μήκος κύματος του διάσπαρτου φωτονίου
* λ είναι το μήκος κύματος του προσπίπτοντος φωτονίου
* θ είναι η γωνία σκέδασης
* m_e είναι η μάζα του ηλεκτρονίου
Δεδομένου ότι η μεταφορά ενέργειας είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του σωματιδίου, η μεταφορά ενέργειας σε ένα πρωτόνιο θα ήταν σημαντικά μικρότερο από αυτό σε ένα ηλεκτρόνιο για την ίδια ενέργεια φωτονίων.
* Μεταφορά ορμής: Το αποτέλεσμα Compton περιλαμβάνει επίσης μεταφορά ορμής. Επειδή το πρωτόνιο είναι πολύ βαρύτερο, η μεταφορά ορμής σε ένα πρωτόνιο θα ήταν πολύ μικρότερη, καθιστώντας το αποτέλεσμα λιγότερο αισθητό.
Πρακτικές συνέπειες:
* Compton Scattering in Matter: Στα υλικά, η σκέδαση Compton περιλαμβάνει κυρίως ηλεκτρόνια επειδή είναι πολύ πιο πολυάριθμα και ελαφρύτερα. Η πιθανότητα ενός φωτονίου που διασκορπίζει ένα πρωτόνιο είναι σημαντικά χαμηλότερη.
* Φωτόνια υψηλής ενέργειας: Παρόλο που το αποτέλεσμα Compton με πρωτόνια είναι λιγότερο σημαντικό, μπορεί να συμβεί, ιδιαίτερα με φωτόνια πολύ υψηλής ενέργειας (όπως αυτά που βρίσκονται σε κοσμικές ακτίνες). Ωστόσο, το αποτέλεσμα θα είναι πολύ λιγότερο έντονο σε σύγκριση με τα ηλεκτρόνια διασκορπισμού.
Συνοπτικά: Ενώ θεωρητικά δυνατό, το αποτέλεσμα Compton με πρωτόνια είναι πολύ λιγότερο εμφανές από ό, τι με τα ηλεκτρόνια λόγω της μεγάλης διαφοράς μάζας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο συνήθως εστιάζουμε στη σκέδαση των ηλεκτρονίων όταν συζητάμε για το φαινόμενο Compton σε καθημερινά πλαίσια.
