Comptoneffekt

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Meine Frage:
Hallo zusammen,
kann mir irgendjemand erklären, was der Comptoneffekt mit der Teilcheneigenschaft des Lichtes zu tun hat? Ich seh da irgendwie den zusammenhang nicht.

Meine Ideen:
Vielleicht liegt es daran, dass ich den Comptoneffekt an sich noch nicht so richtig verstanden habe. Aus wikipedia werde ich aber irgendwie nicht schlau. Was ist denn diese Streuung überhaupt?

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Es geht üblicherweise um die Streuung von Gammastrahlung, qualitativ relativistisch beschrieben als elastischer Teilchenstoß (Photonen / Elektronen) und quantitativ (Wirkungsquerschnitt) auf quantenmechanischem Wege (KLEIN / NISHINA). Typisch sind die Abhängigkeit der Änderung der Photonenenergie vom Streuwinkel und die COMPTON Kante (entspricht Rückstoß).

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Hallo franz, erst mal danke für deine Antwort.
Elastischer Teilchenstoß meint, dass sich die Teilchen wie Kugeln bei einem Stoß verhalten, oder?
Bei wikipedia steht zum Beispiel so eine Herleitung. Die kapier ich gar nicht, weil ich nicht verstehe, von was ausgegangen wird. Kannst du mir die vielleicht erklären?
noch mal Danke

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Im einfachsten Fall: Elastischer Stoß zwischen einem Photon und einem frei angenommenen ruhenden Elektron unter Berücksichtigung von Energie- und Impulserhaltung mit den Ergebnissen: Ablenkungswinkel und Energieänderung des Photons (gegen die Stoßgerade) und Winkel und Energie des Elektrons. [Zur quantenmechanischen Berechnung des Wirkungsquerschnitts / Wahrscheinlichkeit des Effekts habe ich noch nicht nachgesehen.]

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18065

Der Comptoneffekt ist klassisch nicht erklärbar, da eine klassische elektromagnetische Welle, wenn sie Energie und Impuls überträgt, eine geringere Amplitude bei gleicher Wellenlänge hat. Im Falle des Comptoneffektes und dem Stoß eines Photons mit einem Elektron ändert sich aber die Wellenlänge bzw. Frequenz gemäß E=hf. Diese Erklärung ist nur auf Basis des Teilchenbildes möglich.

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

Was ist denn genau die Frequenz bei einem Teilchen? Und wenn ich das alles berücksichtige, kann ich dann von einem Kugelstoß ausgehen, wenn ich Energie und Impuls nach dem Stoß ausgehend von den Daten vor der Streuung berechnen will?
@franz: wäre super, wenn du was über die quantenmechanische Berechnung herausfinden könntest, wenn dir das zu viel Arbeit ist, erspar dir aber lieber die Mühe, ich habe nämlich keine Ahnung, was "quantenmechanischer Wirkungsquerschnitt" bedeutet.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Für den Einstieg dürfte die Teilchenbeschreibung des Stoßes genügen, die beim Photon schon mit der Quantenvorstellung hantiert und (wegen der hohen Energien) beim Elektron relativistisch sein muß. Die Ableitung hast Du sicher schon gefunden ...

dermeister · Anmeldungsdatum: 02.05.2011 Beiträge: 262

oh mann, ich bin ziemlich blöd, wie ich grade feststellen musste.
Danke an franz, hat mir geholfen, obwohl man die Frage, die ich gestellt habe, gar nicht zu meiner zufriedenheit beantworten KONNTE, weil ich einfach so was von auf der Leitung stand. Sorry und danke nochmal.