Compton effect, berekeken van intensiteit

Nesta

Hoi allemaal,

ik ben bezig met het analyseren van het Compton-effect. Even een korte inleiding:

Een cesium bron schiet fotonen van een energie van 661,7 KeV op een metalen staafje (bindingsenergie van elektronen mag verwaarloosd worden dus materiaal van staafje is niet belangrijk). De fotonen worden door het elektron gescattered. Een detector kan om verschillende hoeken rondom het staafje staan en zo hebben wij de energie van de gescatterde fotonen gemeten bij verschillende hoeken. Per hoek kregen we een grafiek waarin de energie van fotonen in KeV is uitgezet tegen het aantal counts, dus het aantal fotonen wat de detector gemeten heeft met die energie.

Nu is het de bedoeling dat wij de intensiteit bij iedere hoek berekenen. We hadden zelf het volgende bedacht:

Intensiteit is Watt per vierkante meter. Watt is Joule per seconde. In de grafiek kunnen wij zien hoeveel fotonen (count) van een bepaalde energie op de detector botsen, als we dit delen door de totale tijd dat we gemeten hebben (5 minuten) dan hebben we in principe het wattage. Als we dit dan delen door het werkzame doorsnede (deze formule is gegeven, formule van Klein-Nishina) dan hebben we de intensiteit. Om dit voor een gehele piek te doen, moeten we niet de energie keer het aantal counts doen, maar gewoon de oppervlakte van de piek gebruiken.

Is dit een beetje juist?

Alvast bedankt!

physicalattraction

Het lijkt grotendeels te kloppen. Toch heb ik nog wat vragen/opmerkingen hierover.

Leer je zelf aan om keV met een kleine letter k te schrijven.
Ik neem aan dat je met de term hoek hier ruimtehoek bedoelt?
Wat is je definitie van intensiteit? Je meldt dat het Watt per vierkante meter is, maar dit is slechts de eenheid waarin je de intensiteit uitdrukt.
Weet je zeker dat Klein-Nishina hier van belang is? Hangt waarschijnlijk af van bovenstaande definitie.

Nesta

Met hoek bedoel ik gewoon de hoek tussen de detector en de bron. Dus als de detector recht tegenover de opening van de bron wordt gezet dan is de hoek 0 graden. Zet je hem een kwart verder dan is hij 90 graden.

De intensiteit is naar mijn idee gewoon het aantal fotonen met een bepaalde energie, per seconde, per oppervlakte eenheid.

Ik weet vrijwel zeker dat de Klein-Nishina formule van belang is, omdat hij gegeven wordt in de handleiding en er wordt gezegd dat je de formule moet gebruiken. Waar wij heel erg van in de war raken is de volgende zin die in de handleiding staat:

"Zet in een grafiek de theoretische intensiteit uit, zoals berekend met formule (2) die wordt uitgedrukt in fm²/sterad."

Formule 2 is dus de Klein-Nishina. Hier wordt dus gesuggereerd dat die formule een intensiteit geeft, terwijl de dimensie fm² is.

Daarom hebben we zelf dus een manier bedacht om de intensiteit te berekenen met behulp van de inhoud van de grafiek. Dan hebben we experimentele waarden voor de intensiteit. Echter moeten we dit vergelijken met theoretische waarden, waarvan we niet weten waar we die vandaan moeten halen.

Heeelemaal in de war.

physicalattraction

Je kunt inderdaad intensiteit definiëren als de hoeveelheid energie van fotonen die in een bepaalde richting wordt uitgezonden, in eenheid W per sterrad. De ruimtehoek in sterrad kun je dan uitrekenen door gebruik te maken van de oppervlakte van de detector en de afstand van de bron. Het meten van deze intensiteit gaat dan zoals je zelf beschreven hebt door het histogram met fotonen counts tegen energie te integreren.

Echter, het lijkt erop dat je opdracht is een andere definitie van intensiteit te hanteren. Ik ben zelf niet bekend met de Klein-Nishina formule, en kan je hier dus geen verdere uitleg over geven die je niet zelf al zou kunnen vinden in je boek of op internet. Het lijkt er echter op dat je kwalitatief een schets van de grafiek moet maken waarin de intensiteit, zoals gedefinieerd in jouw boek, staat uitgezet tegen iets anders (wat dit iets anders is zal ook wel in je opdracht staan).

Welke van de twee wegen wil je inslaan?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Compton effect, berekeken van intensiteit

Compton effect, berekeken van intensiteit

Re: Compton effect, berekeken van intensiteit

Re: Compton effect, berekeken van intensiteit

Re: Compton effect, berekeken van intensiteit