Springen naar inhoud

Elektron & foton


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 april 2006 - 10:21

Wat gebeurt er als een vrij elektron in contact komt met een foton?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 april 2006 - 13:08

Licht aan de omstandigheden.
Als het electron het foton absorbeerd krijgt het electron een impuls, gelijk aan het impuls van het foton.

Maar met een Gamma foton, kunnen er dan ook 2 nieuwe leptonen ontstaat (Electron -antielectron paar)

er dit zijn pas twee voorbeelden van wat er kan gebeurden.

Het enige wat je er over kan zeggen is dat er een hoop groot heden behouden blijven. (lading impuls, enz enz)

#3

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 april 2006 - 16:24

Stel dat het eerste gebeurt. Het elektron absorbeert het foton volledig. Hoe kunnen de wet van behoud van impuls en behoud van energie dan gelijktijdig opgaan? Als je eerst de wet van impuls toepast, dan hou je energie over. Waar blijft die energie?

#4

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 april 2006 - 16:49

Fundamentele behoudswetten gaan altijd tegelijk op.

Als een los electron een foton absorbeerd. krijgt het zijn energie.
Omdat het foton een impuls heeft en er geen externe kracht aanwezig is, geld er wet van behoud van impuls. en moet het electron (dat eerst stil stond) een snelheid krijgen. zo krijgt het energie in de vorm van beweging. lading blijft natuurlijk ook behouden

#5

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 april 2006 - 18:32

Stel dat er geen reacties plaatsvinden waarbij andere deeltjes ontstaan.

Ik neem een denkbeeldig deeltje.

m = 1 kg
v = 0 m/s
p = mv = 0 kgm/s
K = 0,5mv2 = 0 J

En ik heb een denkbeeldig foton.

E = 1 J
p = 1/c kgm/s

De impuls van het foton gaat over op het elektron...

p = 0 + 1/c = 1/c kgm/s

Zijn snelheid wordt dan...

v = p/m = 1/c m/s

Zijn kinetische energie wordt dan...

K = 0,5mv2 = 1/(2c2) J

Dit is veel minder dan de energie van het foton. Waar blijft de overige energie?

#6

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 april 2006 - 11:10

De foton-electron interactie noemen wetenschappers Compton scattering. Zoek op "compton scattering" en je zult er meer over vinden.

#7

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 april 2006 - 13:36

Bij een voltreffer waarbij de hoek van 'verspreiding' 0į is vindt er dus geen interactie plaats?

Δλ = h/(mec)∑(1 - cos θ)

Als θ = 0į, dan Δλ = 0.

De golflengte van het foton verandert niet, dus negeert het elektron het foton. Ik dacht al wel dat de wet van behoud van energie niet mogelijk was als er wťl een interactie plaats zou vinden. Klopt het dus als ik zeg dat bij een hoek van 0į geen absorptie kan plaatsvinden?

#8

Marco van Woerden

    Marco van Woerden


  • >250 berichten
  • 477 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 april 2006 - 00:48

Stel dat er geen reacties plaatsvinden waarbij andere deeltjes ontstaan.

Ik neem een denkbeeldig deeltje.

m = 1 kg
v = 0 m/s
p = mv = 0 kgm/s
K = 0,5mv2 = 0 J

En ik heb een denkbeeldig foton.

E = 1 J
p = 1/c kgm/s

De impuls van het foton gaat over op het elektron...

p = 0 + 1/c = 1/c kgm/s

Zijn snelheid wordt dan...

v = p/m = 1/c m/s

Zijn kinetische energie wordt dan...

K = 0,5mv2 = 1/(2c2) J

Dit is veel minder dan de energie van het foton. Waar blijft de overige energie?

Dit gaat niet goed. Gebruik:LaTeX
In de beginsituatie hebben we:
LaTeX
LaTeX (immers, LaTeX )
Na de absorptie hebben we geen foton meer, en dus ook geen fotonische energie; LaTeX . Volgens de wet van behoud van energie volgt dus:
LaTeX . Hieruit volgt dat LaTeX . Je kunt hieruit zelfs LaTeX uitdrukken in LaTeX , maar daar heb ik niet zo'n in op het moment.
De wet van behoud van impuls voor deze situatie ziet er zo uit:
LaTeX . Ook hier kan je LaTeX weer uit oplossen, maar dat zie je zelf wel.
'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.

#9

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 april 2006 - 15:41

Dan doe ik het maar op die manier.


In de beginsituatie:

Voor het elektronÖ

m0,e = 9,1093826∑10-31 kg

βe = ve/c = 0 c

γ(β = 0) = 1

E0,e = me,0c2 = 8,1871048∑10-14 J

pe = γmev = 0 kgm/s.

Voor het fotonÖ

λ = 2∑10-12 m

Ef = hc/λ = 9,9322276∑10-14 J

pf = Ef/c = 3,3130345∑10-22 kgm/s


Het electron absorbeert het foton volledig, en je gaat er van uit dat er geen reactie plaatsings waarbij andere deeltjes gevormd worden.

E = Ee + Ef = 1,8119332∑10-13 J

Al deze energie gaat in het elektron in de eindsituatie zitten?

γ = E/E0,e = 2,2131551

Hierbij hoort een snelheid die het elektron krijgtÖ

β = v/c = (1 - γ-2)0,5 = 0,8920976 c

v = βc = 267444000 m/s

En nu komt hetÖ

p = γmev = 5,3918066∑10-21 kgm/s.

Dit is meer dan de impuls van het foton die overgedragen wordt op het elektron. Waar komt die extra impuls vandaan? (zie de dikgedrukte impulsen die gelijk aan elkaar zouden moeten zijn) Of zeg waar ik nu een rekenfout maak, want ik reken relativiteit nu wel mee.

#10

wombat

    wombat


  • >250 berichten
  • 582 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 april 2006 - 20:48

Fundamentele behoudswetten gaan altijd tegelijk op.

Als een los electron een foton absorbeerd. krijgt het zijn energie.  
Omdat het foton een impuls heeft en er geen externe kracht aanwezig is, geld er wet van behoud van impuls. en moet het electron (dat eerst stil stond) een snelheid krijgen. zo krijgt het energie in de vorm van beweging. lading blijft natuurlijk ook behouden


Dat lijkt op het invangen van fotonen door electronen die op hun beurt naar een andere baan (energietoestand) springen.
Als het electron weer terugspringt dan zend die weer een foton uit.

Dit fenomeen is te zien als je met UV-licht op bepaalde mineralen schijnt. De mineralen geven dan een mooi zacht licht af in een bepaalde kleur.
Het eerste wiel was echt niet rond

#11

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2006 - 06:07

Dat lijkt op het invangen van fotonen door elektronen die op hun beurt naar een andere baan (energietoestand) springen.

Mijn vraag is hoe een vrij elektron (een elektron die niet in een baan zit) een foton absorbeert.

#12

Marco van Woerden

    Marco van Woerden


  • >250 berichten
  • 477 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2006 - 16:24

Ik weet niet zeker of het Łberhaupt mogelijk is, en als het mogelijk is lijkt mij dat de kans dat het gebeurt zeer klein is, maar als het zo is dat een elektron een foton kan "absorberen", dan zal de fotonische energie voor het elektron niets anders betekenen dan een vergroting van zijn snelheid (en dus zijn kinetische energie). Het foton verdwijnt en er vindt dus een energietransactie plaats, maar ik zou het eigenlijk geen absorptie willen noemen.
'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.

#13

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2006 - 18:35

..., dan zal de fotonische energie voor het elektron niets anders betekenen dan een vergroting van zijn snelheid (en dus zijn kinetische energie). Het foton verdwijnt en er vindt dus een energietransactie plaats.

Ja, maar dan gaat de wet van behoud van impuls niet op.

#14

Marco van Woerden

    Marco van Woerden


  • >250 berichten
  • 477 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 april 2006 - 10:48

Waarom niet? Het impuls van het foton verdwijnt, en het elektron krijgt meer snelheid en dus meer impuls.
'Moeder, is het al nacht?' vraag ik. Maar er is niemand. Ik ben alleen.

#15

Brinx

    Brinx


  • >1k berichten
  • 1433 berichten
  • Lorentziaan

Geplaatst op 28 april 2006 - 11:10

Absorptie van een foton door een vrij elektron schijnt niet te kunnen, precies om de reden die Sybke al aangaf: behoud van impuls en behoud van energie zouden in zo'n geval niet samen kunnen gaan. Hier een andere discussie over het onderwerp:

http://www.physicsfo...p/t-105335.html

Bovendien zou in de voorgestelde interactie het behoud van spin niet gelden. Interactie tussen vrije elektronen en fotonen is wel mogelijk, maar slechts in de vorm dat het foton impuls uitwisselt met het elektron en daardoor een andere golflengte krijgt - het eerder genoemde 'Compton scattering' ( http://hyperphysics....m/comptint.html ).





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures