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Descripción sobre que es el efecto Compton
Tipo: Apuntes
1 / 20
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Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
Fac. Ciencias Exactas - UNLP
PN 1927
Efecto Compton
COMPTON, ARTHUR HOLLY "for his discovery of the effect named after him"-
WILSON, CHARLES THOMSON REES "for his method of making the paths of electrically charged particles visible by condensation of vapour"
1923- Compton descubre que cuando hace incidir un haz de
rayos x de longitud de onda λ 0 sobre una lámina metálica, la
radiación dispersada con un ángulo θ contiene una componente
con una longitud de onda λ 1 , bien definida, λ 1 > λ 0
Diagrama extraído de:
Phys. Rev. 22, 409 (1923)
Rayos X monocromáticos (Kα-Mo) inciden sobre un blanco de grafito.
Se mide la intensidad de los RX dispersados a distintos ángulos.
∆λ
inner shell electrons
outer shell electrons
Efecto Compton
0
m C
h
E = h ν
E '= h ν '
c
E p =
c
E p
' '=
2 4 0
2 2 E = p c + m c
θ
φ
2 E (^) e = mc
p m v
Cómo explicar esta dependencia?
( ) ( ν ) ( ν') 2 νν'cosθ
2 4 2 2 2 0
2 m − m c = h + h − h
2 0
2 4 2 2 2 0
2 4
Restando: 0 2 ( ') 2 '( 1 cos )
2 2
2 0
( 1 cos ) 1 ' (^) m c
h
h
h ν θ
ν
ν − = + λ
θ
λ
λ ( 1 cos ) 1 1
'
m 0 c
h − = +
λ '= λ +γ C ( 1 −cos θ )
γC =0.0242 A (^2) 0
( 1 cos ) 1
m c
h h
h
ν ν^ θ
ν
Efecto Compton
Ionización Excitación Bremsstrahlung
Fotones
primarios
Recombinación
e-^ -Auger
EF
EC
CP
EF
Aniquilación
Efecto Compton
Los isótopos radiactivos:
Cs
137 55
27 años
β-
Ba
137 56
662 keV
− n p e
2.6 años
Na
22 11
Ne
22 10
1274 keV
β+
p n e
Efecto Compton
Efecto Compton 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
hν'/hν θ Detector^ Amplificador HV MCA
Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
0 300 600 900
0
700
1400
Intensidad
Canal
1173.2 KeV
1330 KeV
(^60) Co
0 200 400 600 800 1000
0
10000
20000
Intensidad
Canal
356.014 KeV
33 KeV 81 KeV 133 Ba
0 200 400 600 800 1000
0
1000
2000
3000
4000 511 KeV
B
A
1274.5 KeV
(^22) Na
0 200 400 600 800 1000
0
1000
2000
3000
4000
5000 33 KeV
B
A
662 KeV
(^137) Cs
Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
1.Tomar un espectro de 137 Cs
2.Calibrar en energía (medir 133 Ba, 60 Co y 22 Na)
características y comparar con las calculadas.
4.Tomar espectros de 137 Cs poniendo objetos de distintos
materiales detrás de la fuente (plomo, cobre, carbono).
Explicar los cambios observados.
Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
energía), identificar los fotopicos (Eγ) y los correspondientes
bordes Compton (Ec max.). Registrar los valores de los
bordes Compton.
2.Graficar Ec max vs Eγ y comparar con la Ec máx calculada
(modelo relativista, tomando m (^) o c 2 = 511 KeV))
no relativista.
4.Graficar la energía cinética máxima de los electrones vs la
energía del fotón incidente y obtener mediante un ajuste
m 0 c 2.
5.Obtener Pc a partir de los valores medidos (Pc=2Eγ-Ec) y
comparar con el valor calculado de Pc relativista y no
relativista.
Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
MODELO
NO RELATIVISTA
mov/ energía cinética electrón
Física Experimental IV Curso 2009 Experimento 8 Página-
Departamento de Física
Fac. Ciencias Exactas - UNLPActividad previa al experimento:
1- Describa la interacción Compton.
2- Escriba las condiciones de conservación de la energía y conservación del momento para interacción Compton.
3- Escriba la expresión resultante para la energía del fotón dispersado.
4- Describa el dispositivo experimental.
5- ¿Cuál es el procedimiento para calibrar en energía?
6-¿El espectro de qué muestra radiactiva va a medir en la primera parte? ¿qué tipo de decaimiento sufre?¿Cuál es la energía del rayo gamma que emite?
7- ¿Que es el fotopico?¿Y el borde Comton? Cómo va a determinar esas magnitudes a partir de la medida del espectro de la muestra radiactiva?
8-¿Qué característica del espectro espera que cambie cuando se disponen elementos distintos detrás de la fuente? ¿Por qué?
7- ¿Cuál es el objetivo de la segunda parte?
