COMPTON OLAYI
* Yüksek enerjili (X ışınları) bir fotonun karbon atomunun serbest haldeki bir elektrona çarparak enerjisinin bir kısmını elektrona aktarıp elektronun bir tarafa fotonun farklı bir tarafa saçılması olayına compton olayı denir.
Foton çok farklı şekilde davranışlar sergiler.
- Tanecikli yapısı
- Dalga yapısı
- Atomu uyarırken ya hep ya hiç prensibi
- tamamen soğrulması
Compton olayında ise enerjisinin belirli bir kısmını elektrona vererek farklı bir durum sergilemiştir.
Özellikleri
* Compton olayı ışığın tanecikli yapıda olduğunu gösterir.
* Saçılma olayı tek bir düzlemde gerçekleşir.
* Foton çarpışma sonucunda soğrulmaz.
* Gelen fotonun enerjisi saçılan fotonun enerjisi ile elektrona verdiği enerjinin toplamına eşit olur. Yani olayda enerji korunur.
E = E’ + Ek
* Fotonun enerjisi azalır.
E > E’
* Gelen fotonun momentumu saçılan fotonun momentumu ile elektronun momentumu toplamına eşit olur. Yani momentum korunur. Bu korunum vektöreldir.
P = P’ + Pe
* Saçılan fotonun momentumu azalır.
P > P’
olur.
* Enerji ile momentum doğru orantılıdır.
E = P.c
* Gelen fotonun enerjisi çarpışmadan sonra azaldığı için
E > E’
* E = h.V = hc / λ formülünden yararlanılarak frekansının azaldığı
ν> ν’
* dalda boyunun arttığı
λ’ >λ
* Dalga boyundaki değişim
bağıntısı ile bulunur. Buradan yola çıkarak açı ile dalga boyundaki değişimin doğru orantılı olduğu söylenebilir.
* Gelen foton ile saçılan fotonun hızı eşit büyüklükte olur. Elektromanyetik dalgalar boşlukta ışık hızı ile yayılır. Ortam değişirse hızı da değişir.
c = c’
* Gelen foton saçılan foton ve saçılan elektronun hızlarının büyüklükleri arası ilişki
c = c’ > Ve
şeklinde olur.
* Compton saçılması, günlük yaşamda her an meydana gelen bir olaydır. Uzaydan özellikle de Güneş’ten gelen yüksek enerjili X-ışınları ve gama ışınları atmosferimizi geçemez. Atmosferin dış kısmında yer alan atomların elektronları ile çarpışan bu ışınlar saçılıma uğrar. Dolayısıyla yüksek enerjili bu ışınlar, Dünya yüzeyine ulaşamaz. Bu nedenle Dünya yüzeyinden uzaydaki nötron yıldızları, galaksi çekirdekleri, süpernovalar gibi gama ışını ve diğer X-ışını kaynaklarını gözlemleyemeyiz. Bu ışınları gözlemleyebilmemiz için atmosferin üst kısmına yerleştirilen teleskoplar kullanılmaktadır. Ayrıca kanserli hücrelere karşı uygulanan radyoterapi yöntemi de Compton saçılmasının uygulama alanlarından birini oluşturur.