Физика. Эффект Комптона. В результате эффекта Комптона фотон при соударении со свободным электроном был рассеян на угол 90. Энергия фотона после рассеяния составляла 0,5 МэВ. Определить первоначальную энергию фотона. Ответ дать в Дж.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии и законом сохранения импульса для фотона:

Закон сохранения энергии: (E_1 = E_2 + K_e), где (E_1) - первоначальная энергия фотона, (E_2) - энергия фотона после рассеяния, (K_e) - кинетическая энергия электрона после рассеяния.

Закон сохранения импульса: (p_1 = p_2), где (p_1 = \frac{E_1}{c}) - импульс первоначального фотона, (p_2 = \frac{E_2}{c} + p_e) - импульс фотона после рассеяния и импульс электрона.

Из угла рассеяния 90 градусов следует, что (\Delta \lambda = \frac{h}{m_e c}(1 - \cos \theta)), где (\Delta \lambda) - изменение длины волны фотона, (h) - постоянная Планка, (m_e) - масса электрона, (c) - скорость света, (\theta) - угол рассеяния.

Подставляем данное значение угла рассеяния в формулу (\Delta \lambda), находим изменение длины волны. Далее, используя закон сохранения энергии, находим первоначальную энергию фотона:

(E_1 = \frac{hc}{\lambda_1}), где (\lambda_1) - первоначальная длина волны.

Используя данное значение первоначальной энергии, получаем ответ в Дж.