Springen naar inhoud

Compton versus foto elektrisch effect.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 16:45

Wat is in essentie het verschil tussen het foto elektrisch effect en het compton effect? De werking van beide snap ik ongeveer echter waarom spreken we soms van het n dan wel van het ander? In beide gevallen komen er toch elektronen vrij en worden er fotonen uitgezonden.

Groeten.

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

#2

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 16:52

Volgens mij zit het zo (correct me if I'm wrong):

Bij foto-elektische absorptie interageert een γ-foton met een gebonden elektron, z dat de gehele fotonenergie wordt overgedragen. Een deel hiervan wordt gebruikt om de bindingsenergie te overwinnen, en de rest wordt aan het foto-elektron overgedragen als kinetische energie. (Dit is de γ-analogie van het foto-elektrisch effect waarbij zichtbaar licht een elektron uit een metaal vrijmaakt.)

Bij componverstrooiing interageert een γ-foton met een zwak gebonden of vrij elektron, z dat de fotonenergie slechts gedeeltelijk wordt overgedragen. De kinetische energie van het elektron is nu bijna gelijk aan de verloren energie van het γ-foton, aangezien de bindingsenergie in dit geval erg klein is.

Als je dit gaat meten, bijv. met een scintillatiedetector, zul je zien dat de energie van het elektron bij comptonverstrooiing afhangt van de hoek tussen de invallende en verstrooide straal. Daardoor zie je een zogenaamde "compton plateau".
De energie van het foto-elektron is echter gelijk aan die van het invallende γ-foton (aangezien de GEHELE fotonenergie wordt overgedragen); daardoor krijg je door dit effect een scherpe "fotopiek" in het spectrum.
Meer info daarover vind je bv. op wiki

Veranderd door Phys, 31 augustus 2007 - 16:59

Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#3

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 17:46

ik denk dat wat Phys schrijft het al erg duidelijk maakt, maar misschien nog even expliciet zeggen: bij het fotoelektrisch effect gaat het om absorptie, bij Compton verstrooiing gaat het om verstrooiing (dus in de finale toestand is er nog steeds een foton bij Compton verstrooiing; bij het fotoelektrisch effect niet)

#4

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 17:55

Dat werd in mijn verhaal inderdaad niet duidelijk genoeg, nuttige toevoeging :D
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#5

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 22:08

Bedankt maakt idd veel duidelijk.
Probleem is nog dat voor het een veel meer energie nodig is dan voor het ander, een foto elektrisch effect vraagt zo'n paar eV het laten plaats vinden van een compton effect zo'n aantal MeV.
Hoe interpreteer ik dit? Ik veronderstel dat er geen vage grens tussen deze twee verschijnselen bestaat ofwel? Groeten.

#6

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2007 - 22:33

Volgens mij klopt dat wat je schrijft niet.
Het vrijgemaakte elektron bezit na foto-elektische absorptie de volledige foton-energie (min bindingsenergie).
Na compton-verstrooiing bezit het vrijgemaakte elektron slechts een deel van de foton-energie.
Als het om fotonen met dezelfde energie gaat (uiteraard, anders valt er niets te vergelijken), bezit het elektron na absorptie dus de maximale hoeveelheid energie, oftewel altijd meer dan na compton-verstrooiing.
In de link die ik hierboven gaf, zie je in het spectrum ook dat de foto-piek altijd rechts van het compton plateau zit, oftewel meer energetisch.
Misschien begrijp ik je verkeerd.

Veranderd door Phys, 31 augustus 2007 - 22:34

Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#7

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 september 2007 - 10:45

Vermoedelijk bedoelt Bert dat voordat het foto-elektrisch effect plaatsvindt er een treshold is. Deze is gelijk aan de bindingsenergie van het elektron dat je uit het metaal wil slaan. M.a.w. je kan het elektron maar losslaan als je het voldoende energie levert door absorptie van 1 foton. Zoiets treedt uiteraard niet op bij gewone verstrooiing.

#8

Bruce

    Bruce


  • >100 berichten
  • 200 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 september 2007 - 13:04

Wat Bert F misschien ook kan bedoelen is dat in een stof (metaal bijvoorbeeld) waarop fotonen worden geschoten, het fotoelektrisch effect domineert tot 100 keV en dat daarboven Compton processen domineren. Dit kan berekend worden (heeft met de grootte van de cross sectie te maken voor de desbetreffende processen), maar dat is wel een rotwerk.

De eerste Google hit die ik vond waarbij dit in een grafiekje staat is: http://personal.tcu....0Absorption.htm

Hierbij is "coherent-" en "incoherent-scattering" volgens mij allebei Compton scattering.

#9

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 september 2007 - 13:29

Bert F, ik heb nog een pdf over de gamma-interactie met materie. Op de 3e pagina (p.29) staat ook zo'n grafiek met energieen en de verschillende processen die daarbij plaatsvinden. Ook staat daar het een en ander beknopt uitgelegd. Misschien schept dit wat helderheid.
Bijlage  gammarayinteraction.pdf   778,98K   222 maal gedownload
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#10

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 september 2007 - 17:07

Bedankt voor al de info.

Het geen ik eigenlijk bedoelde was het waarom tussen de twee verschillende groottes in energie, en volgens mij drastische verschillen. Voor mij lijkt het ook zo onlogisch dat het gewoon eruit slaan van een elektron uit een metaal bij een foto elektrische effect veel minder energie nodig heeft dan een elektron scatteren.

Maar goed ik ga al de bronnen die jullie mij gegeven hebben eens na lezen en vermoedelijk wordt het dan wat duidelijker. Groeten.

#11

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 september 2007 - 18:48

En inderdaad het is me veel duidelijker geworden.
Klopt het volgende?
Als je een bal op een bootje gooit dan heb je twee mogelijkheden, oftewel gooi je niet hard genoeg en gaat je bootje een beetje waggelen en ben je, je bal kwijt. Dan heb je een foto elektrische effect na gedaan, met kleine nodige energie van een aantal eV om het elektron in beweging te krijgen oftewel je boot te laten waggelen.
Als je nu hard genoeg gooit dan ketst de bal terug en beweegt je bootje ook ==> dus zoals compton effect veel meer energie nodig omdat die bal er terug uit moet botsen.
Groeten.

#12

Antoon

    Antoon


  • >1k berichten
  • 1750 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 05 september 2007 - 18:09

ja zoiets , maar ik denk niet dan ik in kan stemmen met het idee dat het comptoneffect het zelfde is als een bal gooien.

bij het foto elektrisch effect word er een gebonden elektron losgemaakt door middel van de absorpsie van een foton.

bij het comptonverstrooiing hoeft dat elektron niet gebonden te zijn, en word dus ook niet los gemaakt, en het hoeft niet eens perse met een elektron te zijn.

dus ik zou je verhaaltje iets willen aanpassen.
bij het foto electrisch effect gooi je zohard dat de boot los laat van de steiger en wegdrijft met de bal erin.

bij compton verstrooiing gooi je de bal tegen een los liggende boot, auto of fiets waartegen de bal afketst (in een andere richting) en een stukje energie afdraagt aan het voertuig waardoor zijn snelheid veranderd.

Veranderd door Antoon, 05 september 2007 - 18:14


#13

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 05 september 2007 - 23:53

Het probleem met analogi"en (de trema-e werkt niet op dit toetsenbord!) is altijd dat ze voor een deel opgaan, maar voor het overige deel verwarring opleveren omdat de verschillen te groot zijn. Ik zou het gewoon proberen voor te stellen met de termen die juist zijn (elektronen, fotonen, enz. in plaats van ballen, boten...)
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#14

Bert F

    Bert F


  • >1k berichten
  • 2588 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 06 september 2007 - 09:49

vergelijkingen maaken is idd niet gemakkelijk, maar het gene waar ik op doelde was dat bij een foton elektrisch effect minder energie nodig was net omdat we niet meer verwachten dat er nog een foton is na de reatie. Bij het compton effect wel vandaar dat terugbotsen, en dus hoge energie.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures