题目内容
【题目】光子被电子散射时,如果初态电子具有足够的动能,以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子,则该散射被称为逆康普顿散射. 当低能光子与高能电子发生对头碰撞时,就会出现逆康普顿散射. 已知电子静止质量为,真空中的光速为. 若能量为的电子与能量为的光子相向对碰(计算中有必要时可利用近似:如果,有)
(1)求散射后光子的能量
(2)求逆康普顿散射能够发生的条件
(3)如果入射光子能量为2.00eV,电子能量为,求散射后光子的能量. 已知。.
【答案】(1)(2) 或 (3)
【解析】
1. 设碰撞前电子、光子的动量分别为()、(),碰撞后电子、光子的能量、
动量分别为. 由能量守恒有
(1)
由动量守恒有
(2)
光子的能量和动量满足
, (3)
电子的能量和动量满足
(4)
由(1)、(2)、(3)、(4)式解得
(5)
2. 由(5)式可见,为使, 需有
即
或 (6)
注意已设、.
3. 由于, 因此有
. (7)
将(7)式代入(5)式得
. (8)
代入数据,得
eV . (9)
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